向斜中厚煤层向斜工作面开采技术实践

【摘 要】针对大同矿区所剩可采工作面中的诸多残采面，制定了科学、合理、精确的开采技术。对大同矿区类似工作面的安全和高效生产具有积极意义。
【关键词】侏罗系；复杂地质；残采面；开采技术
2010年，燕子山矿进入石炭系和侏罗系两系煤层接替阶段，侏罗系工作面大多数属于边角煤工作面，地质构造复杂。
1工作面概况
该矿侏罗系12#层303盘区8301工作面属于12-1#和12-2#层煤层分叉合并区域，造成工作面形成向斜构造，煤厚赋存不稳定，煤层厚度在2.10～3.60　m。该工作面走向长度为550　m，受水平大巷保护煤柱影响，可采长度为410　m，倾向长度为13

1.1　m，工业储量268万t，可采储量20.6万t。

据地质资料，切眼中部是12-1#煤层和12-2#煤层的分叉合并线，并且结合头、尾两巷的实际测点，头尾巷高差在11.13～24.72　m，工作面倾向长度平均坡度在5～11°，工作面倾向形成向斜构造的缓倾斜工作面。
头尾两巷实际揭露构造简单，头巷煤层赋存稳定，实见3条0.4～0.7　m的正断层，对回采不构成影响；尾巷实见9条断层，落差也只有0.5～0.7　m，　都不会对回采造成大的影响。在可采范围内，只有在203　m有条落差2　m的正断层，会对回采造成一定的影响，需要放震动炮和调整好割上下盘关系的措施通过。

1.1　工作面配套设备

该工作面选用MG300/700WD型双滚筒采煤机、ZZS5600/14/28型支撑掩护式支架、SGZ-764/400型刮板输送机、SGB-764/132型转载机、PC-110锤式破碎机、MRB-200/3

1.5型乳化液泵2台，以及SSJ-1000/200型可伸缩带式输送机。

1.2　采煤工艺

采用倾斜长臂后退式综合机械化采煤工艺，采煤机落煤、装煤，采用刮板输送机运煤，液压支架支护工作面顶板，采高

2.1～7m，见顶留底开采，循环进度0.55　m。

2　技术方案

2.1工作面稳装及初期调整

（1）工作面倾向设计长度129　m，实测长度130.6　m，头、尾两巷巷道规格为4.5　m×2.6　m、3.4　m×2.6　m，实际需要支护长度138.5　m，常规计算需要90个支架（架宽1.5　m），有效支护长度为135　m，头、尾端头支护宽度共3　m，满足生产需要。但考虑到5301巷标高，尾端头塌落矸石易窜入工作面，以及调整期间头，尾调斜拉长工作面（一般，头比尾调整10～15　m，则工作面拉长0.4～0.85　m）等原因，准备期间多稳设一个支架，更好维护尾端头顶板，实际调整期间91#支架侧护板离煤墙0.7～1.55　m，满足生产需要。
（2）初期调整主要是工作面调斜。8301工作面两顺槽高差17　m，平均坡度7.4°，由于向斜构造，工作面实际坡度为：28#架向头平均坡度-7°，35#架向尾为平均坡度15°。按头比尾调斜10　m计算，伪斜角度为：28#架向头-

6.5°，35#架向尾13°，很好减小了工作面坡度，对防止设备下滑起到了调整作用。

从2011年9月5日开始生产，截止9月21日早班，头采位91　m，尾采位79　m，实际调斜12　m。采煤工艺方面，坚持单刀割煤，即实行机组下行割实刀，移架紧跟机组滞后3～5架，割实煤速度在2～3　m/min内，一次采全高。　移架方式为追机顺序移架，移架步距0.55　m。顶板破碎时，采用超前擦顶移架支护，工作面采用及时支护，不允许将任何一架随意甩在切顶线外。移架时，降架高度不超过200　mm　。采煤机由头向尾返空刀的工作方式来装机道煤，推移运输机。既减轻了机组上坡割煤时负荷大损坏行走箱问题，也防止运输机向头串的问题。
机组在工作尾部采用留三角煤斜切进刀，要保证70#往尾的溜槽提前推向煤壁。当采煤机向尾返到70#架附近实煤区时，升尾滚筒割顶煤、头滚筒扫底。割通尾顺槽时，缓慢降下尾滚筒并向头开机组，推运输机，向头开到70#架附近实煤区时，升头滚筒割顶煤降尾滚筒扫底，进入直线段向头割实煤。机组在工作面尾割三角煤时，要求速度不大于1　m/s。　斜切进刀范围不小于25　m，防止机组负荷太大而损坏行走箱。

2.2各工种规范操作和工作面工程质量的管理措施

（1）割煤过程中，司机要做到眼勤手勤，保证工作面的高度，见顶留底，顶板挑不下的顶煤，要及时返回机组用尾滚筒割下来，绝不能留顶煤开采。到了变坡点，要过度好坡度，及时调整滚筒高度，做到顶底板平整，坡度一致。生产班停工检修，要把机组停在工作面头部坡度小的位置。如果特殊情况需要，则停在后部工作面需要把头滚筒戗到底板，防止机组下滑伤人。
（2）支架工除保证支架的日常完好外，要加强支架背矸管理，保证支架接顶严实与初撑力，同时，要求支架工拉架操作时要规范，防止降前柱太多而造成顶板破碎，以降小于200　mm为宜，移架一个截深。尤其对坡上的支架，采取擦顶移架，防止支架降柱量太大而造成支架倾倒和互咬。升架时，支架工必须达到初撑力，防止工作面向斜轴部来压造成顶板严重下沉。生产班拉架时，操作工只能一人拉架，防止顶板矸石滚落伤人。
（3）推溜工要做到滞后机组后滚筒3～5架推溜，严禁推死弯，保证溜的弯曲长度在15～20　m。推溜要保证推够一个截深，防止出现工作面不直。

2.3　开采中遇到的问题与改进措施

（1）采位在0～220　m，工作面平均坡度都达到7.3°，最大18°。这段经过调斜15　m后，为防止头1#支架猛窜而顶住煤墙，应保证头1#支架离煤柱

1.3　m。

（2）由因工作面为向斜构造，采到50～60　m处时，支架顶梁相互挤、咬，一直到97　m后，45#架向头工作面基本落平，咬架的问题才解决。
（3）机组割顶煤时，向斜轴部两翼的坡度大小不同，向尾用头滚筒割不到，则这段的支架要滞后拉架，机组再返回时，由坡度小的方向，用尾滚筒割顶刀完成。
（4）矿压管理：保证采高2.0　m，（机组高度1.3　m，支架顶梁厚度0.4　m，及过机安全距离0.3　m），保证支架完好及初撑力，尤其向斜轴部范围的支架，本工作面初次来压在35.8　m，比相邻面提前10　m，以向斜轴部来压显现明显。初次来压时，读数普遍在39　MPa以上，部分支架安全阀开启，造成立柱馈缩压架。
3　结论
综采二队狠抓质量标准化做为根本，加强检修班检修质量的同时，在从采煤工艺入手，防止支架挤架、咬架及工作面的调斜等工艺上下功夫。78天的生产，平均日产2000　t，共生产原煤20.15万t，对于今后开采向斜工作面提供了

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经验参考。
参考文献：
康仙.向斜构造下综采工作面的开采.科技情报开发与经济[J].2005（05）.
张永灿，刘斌.综采工作面过向斜构造快速推进技术.煤炭工程.2008（01）.
作者简介：
张效春（1965.2—），男，山西大同人，阜新矿业学院　85级采矿工程毕业，　大学本科学历，现任职于同煤集团生产部部长。