不等长边角综采工作面支架对接技术及实践

不等长边角综采工作面支架对接技术及实践
【摘要】为了减少煤炭资源的浪费，尽最大程度回收边角煤炭资源，本文结合新集一矿210600工作面的实际情况，设计了不等长工作面布置方式，回采过程中边采边加综采支架，合理的设计了对接硐室的位置和间距，现场对传统的对接方案进行了改进，采用了提前对接支架、分步骤对溜槽的创新对接技术，提高了对接效率，创造了良好的社会经济效益，缓解了新集一矿采掘接替紧张局面，为不等长综采工作面支架对接积累了经验，具有一定推广借鉴意义。

【关键词】边角煤；不等长综采工作面；支架对接技术；现场实践
近年来，受机械化生产方式、正规开采布局及各种保安煤柱的影响，导致现有生产采区留下了许多边角残余块段，使得边角煤损失随处可见[1-4]。

随着新集一矿多年的开采，可采煤炭资源越来越少，矿井开始面临接替紧张的窘境，如何合理优化新集一矿现有边角采面设计，使这些边角煤达到最佳的采出极限，减少资源损失，提高矿井经济效益，是煤矿生产建设中一项重要的技术工作。

目前对于不等长边角工作面的支架对接的研究已经取得了较多的成果，积累了不少现场经验，但以往的研究大多是多切眼支架对接，对接的次数较少[5-9]，对于这种边回采边对接的多次连续对接的研究较少，因此有必要对这种对接技术及实践进行研究。

1 工作面布置情况
210600工作面位于新集一矿南中央采区6煤第四个工作面，该工作面标高-541.9～-492.1，煤层厚度0.60～3.80m，平均煤厚3.42m，煤层倾角平均10°。

工作面老顶为细砂岩、石英砂岩、砂泥岩互层，平均厚度12.42m；直接顶以泥岩为主，不稳定，局部存在直接顶板缺失。

1.1 工作面布置方案
210600工作面东南方临阜淮铁路保护煤柱，对工作面的布置造成了较大的限制，现场设计了两种工作面布置方案，一种是两巷采用平行方式布置（台阶式），见图1；另一种是将该工作面的里段风巷沿铁路保护煤柱线布置，使工作面不等长，随着工作面往外推采，工作面长度不断增加，见图2。

1.2 工作面布置方案对比
方案1：工作面布置符合常规，布置简单，利于快速回采，支架只对接一次，但造成了大量煤炭资源的浪费，另外增加了里段风巷掘进工程，增加了一部皮带机及打运设备的投入。

方案2：工作面需要随着推进多次对接，但可以最大限度的开采边角煤炭资
源。

图1 方案1：工作面台阶式布置方式
图2 方案2：工作面风巷沿煤柱布置方式
经对比计算，方案2比方案1可以多采出煤炭5.9万t，掘进工程量减少22m，减少了设备的投入，初步预算可以增加经济效益约2690万元。

为了缓解工作面接替紧张，综合考虑社会经济效益，选择方案2，如何高效合理的设计支架对接方式将成为重点。

2 支架对接技术方案
210600工作面采用后退式走向长壁一次采全高综合机械化采煤方法，上下巷均为锚网索支护，工作面支架为ZZ7600-18/38型支撑掩护式液压支架，刮板输送机为SGZ-800/1050型。

综采工作面的延长，就是边采边延长液压支架及工作面输送机。

工作面开采初期，切眼长度是50.5m，布置38台支架，往前推进246m后，工作面上下巷平行，开始等长平推，此时工作面切眼长度为147.5m，共95台支架，共需要增加57台支架。

对接支架间隙的合理与否直接决定对接速度与成败。

为减少对接影响的时间，提前将综采支架安装在各支架硐室内，为以后对接创造条件。

若间隙不够将造成支架重叠，从而导致中切眼支架重新安装，反之影响到对接的速度与对接质量。

通过对工作面推进距离相应工作面长度的增加的精确计算，确定了沿工作面风巷每推进12.85m布置一个支架硐室，每个支架硐室放置3台综采支架，共对接19次。

现场施工过程中，采用画线定位法来合理控制支架与待接支架的间距，上机尾第一台支架外沿与支架硐室第一架外沿之间画一条直线或悬一条线，推进过程中机尾沿线推进。

3 支架对接实施过程
3.1 对接前准备
（1）为保证快速安装，提前将下一次对接所需的运输机链条、溜槽、电缆、水管、电缆夹及各种管路准备到位，现场控制好切眼、巷道高度、宽度，以满足拉移机尾的需要。

（2）在生产过程中，严格按照设计要求，时刻控制最后一架的位置，不能超过预先划定的定位线，为对接留出足够的空间。

（3）工作面推进到对接位置前，要保证切眼最后一台支架底座底板与风巷硐室底板要衬平，保持同一坡度不得有落差。

（4）对接前将切眼中支架各部件认真检查、检修一遍，确保支架完好。

3.2 支架、溜槽对接
以往采用的支架对接方案多是同步对接支架、溜槽，在此次现场施工过程中发现次方案准备工作不充分，对接工艺繁琐，频繁移动慢绞，效率低且影响早班运输机对接，一次对接需要6小时才能完成，对当日中班生产影响很大。

通过现场探索和实践，对传统的对接方案进行了改进，采用了提前对接支架、分步骤对溜槽创新对接方式，大致步骤为：
（1）在对接距离剩5.6m左（7刀），前一天中班开始对硐室支架进行拉移调向。

（2）待支架推进至与硐室支架合茬位置后，使用单体进行微调，将新增支架与原切眼支架进行对接。

（3）采用采煤机下行的牵引力在机尾巷帮挂回头滑上移运输机机尾方法对接运输机机尾，对接溜槽。

该对接工艺一方面中班人员精神状态最佳，时（下转第365页）（上接第362页）间宽裕；另一方面减轻了夜班的准备工作量，保证安全生产；同时使用采煤机牵引可靠性高、较少频繁移动安装绞车的工序，为对接节省大量的时间。

使运输机对接时间由原来的6小时，缩短到3小时，保证了设备的正常检修和当班正常生产。

现场实践验证，此方案经济合理，可操作性大大提高。

3.3 支架防倒措施
（1）支架上侧单体一定要抵在支架底座上，位置不能太高。

（2）在支架下侧靠侧护板打一根单体打上劲后不再供液，防止支架降架转动和移动过程中发生倾倒。

（3）支架操作人员要谨慎操作，一方面降支架时高度要控制好，另一方面给单体供液时速度要慢且均速，不能太突然。

操作人员离开支架前必须将支架升至顶板支撑好。

4 结论
210600工作面采用风巷沿煤柱布置，比传统台阶式布置方式多采煤炭 5.9万t，减少了煤炭损失，另外巷道掘进工程量减少22m，减少了设备的投入，增
加经济效益约2690万元。

创造了可观的社会经济效益。

精确计算了每个支架硐室的位置，间距，大小等参数，提出了行之有效的对接方案，为顺利对接提供了有利的保证。

根据现场情况优化了对接施工方案，由传统的同步对接支架、溜槽方式改进为提前对接支架、分步骤对溜槽，大大提高了对接效率。

现场实践表明，该对接方案在技术上可行，经济上合理，不仅提高了煤炭资源的采出率，缓解了生产接替；同时为类似条件影响下综采工作面设计提供了依据，为不等长综采工作面高产高效回采积累了经验。

【参考文献】
[1]翁明月，王永春.短壁开采技术在边角煤块段复杂地质条件下的应用[J].煤炭工程，2012（8）：60-62.
[2]李佃平，窦林名，牟宗龙，等.边角煤回收的冲击矿压分析及防治[J].煤矿安全，2011（11）：140-143.
[3]方玉安.大倾角楔形综采工作面的回采工艺及连续对接技术[J].煤炭工程，2009（4）：66-68.
[4]徐洪涛，叶飞，黄超慧，等.不等长综采工作面多切眼支架零对接技术[J].煤矿开采，2008（2）：27-29.。