方建雨
淮北矿业集团涡北煤矿，安徽亳州 233600）
摘 要：涡北煤矿主采的8煤层倾角变化大，工作面呈现里段倾角大、外段倾角小的特点。断层多，地质条件复杂。为解决大倾角厚煤层综放工作面长度不等的问题，对8204里面回采中采取的措施与实际面长变化情况进行了分析研究，总结出经验和教训，为实现安全高效回采奠定坚实的基础并积累宝贵的经验。
关键词：大倾角；不等长综放面；改造
1.矿井概况
涡北煤矿井田位于淮北平原西部，井田地形平坦，新生界松散层较厚，一般379～444m。矿井设计能力120万t/a，核定生产能力180万t/a。主采煤层为较稳定的81、82煤层。81煤厚0～7.19m，平均3.78m，82煤可采煤厚1.67～8.20m，平均3.36m，煤层倾角一般为11°～37°，地质构造复杂程度属中等类型，局部中等偏复杂。
2.不等长综放工作面回采工艺研究
2.1工作面概况。①位置及井上下关系：8204里工作面位于二采区中下部，8204工作面以里，上部为8203工作面采空区，下部为B2NF13断层。②煤层情况：工作面走向长度585m，面长134.9-148m，平均面长138.9m。煤层赋存稳定，结构较复杂，煤层倾角20～33.5°，平均26.6°。81煤厚2.9～8m平均3.88m。82煤厚2.0～3.0m，平均2.51m，局部靠底部含一层厚0.3m的夹矸，岩性为泥岩。81、82之间的夹矸为泥岩：灰～深灰色，块状，性脆，含植物化石，厚度呈外段厚里段薄，厚为0.6～1.0m，平均0.8m。该面地质构造较为复杂，共有断层9条，均为正断层，落差在0.5～8m，其中落差≤3m的6条，落差＞3m的3条。③设备选型：ZF8400-18/34D型液压支架90架；ZFG10000-21/32D型过渡支架8架；ZQL2×4000/18/35型超前支架26架；SGZ-764/800型工作面输送机2部；MG500/1180-WD型采煤机1部；BRW-200/31.5型乳化液泵站2台。
2.2回采工艺研究。8204里机、风巷施工期间由于煤层倾角变化或受断层影响，巷道存在高低起伏现象。风巷整体外高里低，风巷底板标高-637.4～-644.2m，高差6.8m。工作面回采范围内，机巷切眼下口底板标高最低为-704.6m，巷道最高点底板标高为-666.5m，高差为38.1m。由于工作面里段倾角大，外段倾角小，8204里工作面面长逐步变短，支架进入风巷，为保证工作面正常回采，经过面长测算和集体研究，决定拆除5架ZF8400-18/34D型液压支架（解体4架），预留1架作为备用支架，保证回采期间工作面的有效支护，降低职工的劳动强度。①施工组织：为减少生产影响，确保改造施工安全顺利进行，将工作面改造工作分为铺网使棚和工作面改造两个阶段，劳动组织采用三八制。2月26日至3月4日为铺网使棚阶段，3月4日至6日为工作面改造阶段，3月7日工作面恢复生产、支架解体打运完毕，期间更换2个煤机滚筒。铺网使棚用时7天，比计划工期8.5天节约1.5天，主要原因是工作面机尾受断层影响，铺网使棚区域为全岩段且岩性较软，有利于铺网使棚施工。工作面改造用时2天，比计划工期3.5天节约1.5天，主要原因是提前组织人员准备施工通道和拆除硐室，大大缩短了支架转运和拆除解体时间。②存在问题：为确保工作面改造期间的安全，最大限度减少生产影响，采煤系统提前组织职能科室和相关单位对施工现场进行了勘察并组织召开了专题会议，明确工期安排、安全目标、考核奖惩等相关要求，综采一区、综采二区组织区队班队长以上人员召开专题会议，从施工方案、劳动组织、物资准备、安全管理等多个方面进行了详细安排，职能科室提前排定工作面改造期间跟班表，为本次改造工作的安全顺利实施打下了坚实的基础。虽然本次改造工作较计划工期提前3天，但是也暴露出我们在方案制定、支护管理和瓦斯管理等方面存在的诸多短板，具体分析总结如下：一是方案制定过于乐观，对改造工作难度估计不足。思想上认为本次工作面改造区域位于全岩段，顶板条件比煤顶段好，铺网时未将工字钢连成整体，在工作面支架拆除后，压力显现明显，老塘侧顶板下沉明显，影响工作面靠架和后部运输机恢复。二是原计划拆除3架中间支架后靠机尾支架，控制空顶面积，但因工作面岩壁与风巷搭接位置未扩大断面，影响支架正常撤除，实际施工过程中拆除5架后才组织靠架。在撤除90#架时，未对支架两侧补强支护，且空顶区域支护密度低，支护强度不够，支架拉移至风巷后，原91#架支护区域顶板下沉明显，极大地影响了靠架进度。三是支护材料备用不足，支架进入风巷后，风巷行人通道不畅通，人工运料困难，现场采用木料挑棚补强支护，与铰接顶梁、π型梁等刚性顶梁相比，支护强度存在一定差距，靠架过程中采用木料垫底，摩擦系数较大，对改造工作造成了较大的影响。四是现场施工人员通风安全意识不强，通风管理不到位。上隅角袋墙位置氧气浓度仅为14%，施工现场未挂风障导风，现场通风管理存在较大的隐患。五是拆除通道巡查不及时、整改不到位，风巷拉移支架过程中，存在生拉硬拽现象，在出现异常情况时未及时排查消除隐患，损坏绞车电机，出现机电影响，对支架解体拆除产生较大影响。
③取得的经验：一是严细方案制定，完善技术措施，方案要充分贴合现场生产实际，具备针对性和指导性，总结以往经验教训，确保改造工作安全有序实施。二是强化铺网使棚管理，顶板支护材料必须连成一个整体，工作面煤（岩）壁与风巷交接处必须扩大断面5-6棚，为支架调向提供足够作业空间。三是加强现场支护管理，待拆支架两侧2.5m范围内支护到位后方可撤除支架，减少顶板下沉，为工作面靠架提供足够作业空间。四是强化支护管理意识，制定专门支护设计，明确支护密度，在措施中明确单体、顶梁等支护材料数量，并按要求提前运到工作面，确保支护及时、支护到位。五是使用工字钢垫底作为靠架辅助，减少摩擦力，提高靠架效率，减少生产影响。六是加强劳动组织，严格按照既定方案组织施工，不求快、但求稳。七是提高一通三防管理意识，强化现场通风安全管理，在关注瓦斯的同时也要注意氧气、一氧化碳、二氧化碳等其他气体浓度，改造施工期间通防区跟班干部和瓦检员要加强现场监督指导，确保管理到位。八是杜绝生拉硬拽，加强拆除通道巡查，在绞车出现异常时及时安排人员进行巡查，及时排查消除现场隐患，减少机电设备影响。④回采过程跟踪调查：在改造后对工作面改造前测算的数据和工作面实际架数级实测倾角进行跟踪和记录，具体情况见表1。
3.结论
①工作面受ⅡF51（正，H=6m）断层影响，实测倾角比煤层倾角小3～8°；②工作面实际面长比预测面长长2～3m，可根据倾角选择平均值作为确定工作面支架数量的参考依据，以保证工作面支架数量合理；③工作面面长变化幅度不大时可通过调整回采方向保证工作面的合理搭接和支架数量合理。
表1 工作面面长倾角变化
序号 工作面平距 预测面长 支架数量 倾角/°
1 132 138 94 17.44
2 132 138 94 17.40
3 132 138 94 17.34
4 132 138 94 17.24
5 132 138 94 17.38
6 132 138 94 17.71
7 132 139 94 18.03
8 132 139 94 18.26
9 132 137 93 16.22
10 132 137 93 15.78
11 132 137 93 15.50
12 132 136 92 14.45
13 132 136 92 14.86
14 132 136 92 14.56
15 132 136 92 14.26
16 132 136 92 13.97
参考文献：
[1]王振田，等.复杂地质条件下不等长综放工作面开采技术[J].河北煤炭，2018(10).
[2]徐刚.综采工作面配套技术研究[J].煤炭学报，2010(11)：1921-1924.