1、综采梯形工作面边采边收开采技术摘要：许疃煤矿 8222 工作面受上部 8220 工作面布置影响，同时又为方便采区内下部工作面合理布置，充分利用现有的生产系统，导致该工作面中部成不等长布置，回采过程中需边采边收综采支架。提出了切实可行的支架回收方案和技术，并验证了方案的合理性，创造了可观的效益，同时也缓解了矿井接替紧张的局面，为不等长综采工作面支架边采边收积累了一定的经验，对以后类似工作面的设计布置提供一定的借鉴意义。 关键词：不等长布置、边采边收、验证 中图分类号：TD8 文献标识码：A 许疃煤矿具有多年的开采经验和先进的开采技术，综采机械化程度达 100%。因采区边界地质条件的限制，加上早期
2、工作面布置影响，导致矿井 82 采区开采设计时留下了一块三角煤。三角煤的开采是应对矿井储量减少的措施之一，使矿井资源得到利用，为矿井的长期发展创造条件。通过现有煤矿梯形面开采技术，既能够为全矿的三角煤开采作出技术基础和范例，适应于全矿区的生产应用；而且边角开采是响应国家资源开采的法律法规，对煤矿的绿色开采、资源的合理利用都有着重大意义。 1 工作面概况 8222 工作面位于矿井 82 采区二区段，该开采区域内煤层相对稳定，周边的煤柱相对完整，有可靠的开采生产系统。工作面地质条件简单，主要构造形迹是断裂构造，煤系地层呈一单斜构造，整体趋势平缓，属于较稳定煤层，适于煤矿的开采生产。 该工作面标高-
3、404.8-441.5，煤层厚度 1.02.8m,平均为 2.2 m，走向 865 m，面长 86228 m，煤层的倾角为 510，平均为 8。工作面老顶为细砂岩，平均厚度 11.39m，没有直接顶。 2 工作面开采方案对比 2.1 工作面布置方案 该工作面南到 82 采区上山保安煤柱，上区段（西）为 8220 工作面（已回采） ，下区段（东）为 8224 工作面(尚未准备)，北到 82 采区与 84采区原采区分界线，上覆 7222 工作面（已回采） 。针对工作面位置及现场巷道情况，设计了两种工作面布置方案，一种是两巷平行布置，工作面成台阶状，见图 1；另一种是中部工作面不等长布置，随着工作面
4、向外推进，工作面长度逐渐变短，见图 2。 2.2 方案对比方案 1：工作面布置符合常规，结构简单，利于快速回采，但支架拆除二次，而且会造成一定量的资源浪费，同时改造过程中要停产，需增加矿井接替面个数，造成生产接替紧张。 方案 2：工作面边采边收，可以回收更多煤炭资源，同时还不需要为改造寻找接替面，缓解了矿井接替压力。 经过对比计算，方案 2 比方案 1 可以多回收出煤炭 5.6 万吨，同时减少掘进工程量 100m。 方案 2 在回采期间不需要再找专业队伍进行拆除工作，缓解矿井安拆作业压力，同时不用再为采煤队伍寻找接替面，解决矿井无备用接替面的问题。 方案确定后，回采过程中如何实现快速拆除成为制
5、约工作面高效生产的关键。 图 1 方案 1 工作面台阶布置图 2 方案 2 工作面不等长布置 3 支架拆除技术方案 3.1 支架选型 8222 工作面采用后退式走向长臂一次采全高综合机械化采煤工艺，两巷实茬段采用锚网索支护，沿空段使用工字钢架棚支护。为保证快速拆除，研究决定支架拆除后运输到外段风巷内进行解体，所以设计时要充分考虑巷道断面，保证后期运输畅通。为减少巷道断面，尽量选择小型支架，最终工作面决定选用 ZY4600-13/28 型液压支架。将工作面条件及支架适应条件进行对比，见表 1，通过对比可以看出该支架基本附合工作面条件。 表 1 工作面条件下支架适应条件对比表 项目 工作面条件 Z
6、Y4600-13/28 支架适应条件 采高 1.12.8m 1.52.6m 倾角 510 20 支护强度 0.558MPa 0.730.77MPa 顶板种类 类 类 3.2 拆除方案 支架型号一旦确定，就要确定回采期间支架拆除顺序及拆除数量，确保合理利用工时。 根据巷道实际情况计算，如果每次拆除 2 架（架宽 1.5m） ，循环需要进尺 11.6m（15 刀煤）,总共需要拆除 47 次；如果每次拆除 3 架，循环需要进尺 17.4m（23 刀煤） ，总共需要拆除 31 次。因工作面内构造简单，工作面长度为 228m 时，正常情况下每天可割 5 刀煤，如果循环拆除支架数量过多，将导致机尾有露头煤
7、需要人工使棚管理，因此需要根据生产进度合理确定循环需要拆除支架数量。 根据工作面进度，梯形里段每循环拆除 2 架，中段每循环拆除 3 架，在露头煤管理不影响生产的情况下，外段每循环可拆除 4 架或者更多，保证回采进度。 4 支架拆除 4.1 拆除前准备工作 （1）ZY4600-13/28 型液压支架运输尺寸为长宽高=5055mm1420mm1300mm,总重量 13.4 吨。提前对巷道进行整改，保证符合运输管理要求，同时为保证拆除过程中支架运输不影响工作面正常生产物料供应，在巷道内备足至少二天所需材料。 （2）风巷抹帽及超前管理段应提前做好准备，材料道宽度不小于1.5m，高度不低于 1.8m，
8、方便支架运输。为减少支架拖动距离，风巷无极绳机尾应紧跟超前管理段，同时加工简易的平台，固定在机尾，方便装车。巷道直接底为粉砂岩，支架拖运时不铺设轨道，若底板松软时应垫轨道或者木料，减少阻力。 （3）工作面要跟风巷回采，避免出现台阶。 4.2 拆除程序 根据工作面推进速度，确定循环拆除支架数量，并将支架拆除工作安排在早班。前一小班将准备工作做好，保证早班能够将支架运出，不影响中班生产。 早班到位后掐运输机溜槽，将运输机机尾下移对接；卸除待拆支架管路后，将待拆支架向外拖运，装车打运到拆除硐室，然后解体升井。后面打运及解体过程不影响工作面生产，因此只要能够保证机尾能够顺利对接便不会对生产造成影响。
9、正常情况下拆除 2 架，将运输机对接成功需要 6 到 8 个小时，正好一个早班时间，随着拆除次数增多，熟练度增加，使用时间减少，所以梯形开采前期对回采影响不大。后期因推进速度较快，每班需拆除更多支架以保证回采进度，而且当拆除支架超过 2 架时机尾就面临露头煤管理问题，需要更多的工程量，根据实际，每次最多拆除 4 架，此时机尾约有 2m 露头煤管理段。因工作面没有直接顶，老顶为细砂岩，该范围可以用 2m 半圆木做梁，上面用竹笆过顶，使顺山挑棚进行管理。管理虽然占用一定的时间，但减少了支架拆除次数，同时若准备工作做充分，对中班生产影响不大。 5 结语 该拆除方案在技术上可行，经济上合理，不仅提高了煤炭资源的采出率，同时也缓解了矿井接替压力，为类似条件下综采工作面设计开采提供依据。 参考文献 1 叶根喜, 姜福兴, 刘鹏亮. 边角煤高回收率高效开采工艺设计与优化J.北京科技大学学报, 2007(7):655-659. 2 孟祥军, 王富奇. 采区边角煤开采技术方案探讨 A.山东煤炭学会 2004 年度优秀学术论文集C.2004. 3 沈永祥, 徐金海. 边角煤的高效短壁开采实践研究J. 能源技术与管理, 2007(1):14-16. 作者简介 刘守福 (1985),男,安徽临泉人,助理工程师,从事采煤生产技术管理工作。
