不规则综采工作面回采实践与探索.doc

不规则综采工作面回采实践与探索一、项目简介该项目所属科学技术领域为采煤专业，主要研究内容为不规则综采工作面回采过程中存在的问题及应对措施。不规则综采工作面在回采过程中存在较多问题，通过超前采取针对性的预防措施，均能实现工作面的安全回采，为以后类似工作面的回采积累了丰富的实践经验，同时使工作面设计更加灵活，在复杂地质条件下能够一次回采，最大限度地减少工作面转换次数，降低生产成本，增加原煤生产时间，提高劳动效率。二、项目详细内容1、立项背景四采区3上煤层为上行开采煤层，地质条件复杂，断层密度大。受SF174断层（H=020m）、SF79断层（H=09m）及HF40断层（H=09.5m）断层影响，同时为了减少工作面转换，43上07工作面设计为一个不规则的工作面。工作面分为南段、转弯区及北段共三段。北段推进长度442.5m，净面长由150.4m缩短至82m，其中正常推进段长度355.5m，缩面段推进长度87m；转弯区面积为：2225m2；南段推进长度682m，净面长由143.5m缩短至65.1m，其中正常推进段长度425m，缩面段推进长度257m。工作面巷道布置如图一所示该工作面为上行开采工作面，受3下煤层采动影响，工作面顶板完整性差，顶底板岩性为泥岩及粉砂岩，裂隙发育，遇水易膨胀；工作面推进北段时需撤除支架及运输机溜槽，通过转弯区时需旋转回采及与第二切眼对接，推进南段时需撤除支架及运输机溜槽。针对以上事件，需制定科学合理的预防措施，确保工作面安全回采。2、详细科学技术内容2.1 工作面及两顺槽顶底板管理受上行开采影响，3上煤层顶板完整性较差，顶板较破碎。工作面生产过程中针对顶板破碎区段采取追机移架或拉移超前支架并伸出伸缩梁以及时对空顶区域顶板进行支护，当工作面出现局部冒顶时，采取在支架顶梁上方联单层金属网并在顶梁上方沿工作面倾向布置工字钢进行支护。工作面过断层时，根据断层层位及落差情况，及时采取提刹刀措施进行层位控制。由于所揭露断层均为正断层，且顶板破碎，为防止工作面出现局部冒顶事故，工作面采取沿断层上盘的煤层截割，沿断层下盘煤层底板截割，尽量不截割煤层顶板。由于工作面顶底板为泥岩及粉砂岩，裂隙发育，遇水易膨胀，巷道底板极易出现底鼓变形，为解决这一问题，采取在巷道底鼓段加强支护，即使用1.0m一字梁配合单体液压支柱沿巷道中线进行支设，有效减少顶底板移近量。2.2 工作面缩面工作面北段推进355.5m后辅顺与工作面呈75夹角，即随着工作面的推进，工作面面长变短，为此需要撤除机尾部分的支架及运输机溜槽，根据计算，工作面每推进 m需撤除1组支架及1节运输机溜槽。为了加强工作面撤除液压支架后对顶板的支护管理，工作面超前支护改为工字钢棚支护，工作面机尾5组支架上方联双层金属网，并在机尾4组支架上方使用倾向工字钢。随工作面推进，当运输机机尾与不才帮距离不满足安全出口要求时，拆除1节运输机溜槽及支1组支架，利用二切眼内的落地绞车拖出。撤除溜槽施工工序：利用单体液压支柱配合木板将机尾10组支架前的煤帮腰实，清理运输机前的浮煤；拆除运输机正常槽两侧的哑铃销，并将该节正常槽至机尾方向的支架推移连接装置拆除；掐开运输机上刮板链，利用单体将机尾4节偏转槽及伸缩机尾向机尾方向移动，使正常槽与偏转槽间留出能够掐开底刮板链的间隙，将底刮板链掐开；将该节正常槽吊出，接上底刮板链，然后使用单体将4节偏转槽及伸缩机尾向头方向推移，直至与运输机正常槽对接，安装哑铃销；将多余的刮板链裁掉，接上上刮板链；连接支架推移装置，将工作面多余的电缆匀至工作面煤帮前，开机试运转。撤除支架施工工序：掐开机尾端头支架与工作面支架的架间管线，连接临时供回液管路；在机尾端头支架侧的工字钢下补支单体液压支柱，降下支架，利用绞车将支架拖出；在支架原支护区域的工字钢下支设单体液压支护。2.3工作面旋转回采工作面北段缩面回采后，机头位置距离二切眼25.8m，此时工作面与二切眼呈18斜交，为使工作面顺利与二切眼对接，工作面需进行旋转回采，2.3.1旋转比例由于工作面北段缩面后，工作面机尾推进至辅顺转弯处，此时工作面与第二辅顺呈108斜交，旋转回采时，若机尾推进过多，采煤机将无法割通机尾，若机尾推进过少，将不利于工作面机尾段的顶板管理，同时运输机容易向机尾方向下滑。综合考虑，确定机头推进29.5m，机尾推进7.35m，即按照4：1的比例调整，机头推进4排，机尾推进1排进行组织生产。2.3.2机头顶板管理工作面旋转回采期间，由于工作面设备总长度一定，随着机头的旋转，工作面面长逐步加大，运输机及支架将向工作面面里方向移动，最终运输机无法与转载机正常搭接，采煤机无法割通煤帮，机头空顶面积加大。为解决这一问题，在工作面旋转回采过程中，当运输机与转载机无法正常搭接时，在运输机机头添加1节正常槽，保证采煤机顺利割通机头煤帮；提前在机头4组支架上方联双层金属网，并按照1.0m的间距使用倾向工字钢，当机头端头支架向工作面面里方向移动造成机头端头空顶面积加大时，将机头2组端头支架向机头方向调整，增大端头支架间距，减少机头端头的空顶面积。当端头支架间距大于1.0m时，在支架间的倾向工字钢下支设单体液压支柱以加强支护，直至工作面推进至二切眼位置。旋转回采期间工作面设备布置示意图2.4工作面对接2.4.1转载机拉移工作面与二切眼对接，需将转载机经第二胶顺整体拉移至第一胶顺，然后后退至二切眼前。由于工作面胶带输送机配有转弯装置，所以需先将皮带转弯装置拆除，为转载机拉移让出通道。为减少施工工序，转载机拉移时，第二胶顺内的皮带随转载机向前拉移，叠放到第一胶顺内的皮带上，转载机通过转弯点后，利用自移装置后退至二切眼前。2.4.2设备对接工作面转载机拉移的同时，对接工作面刮板运输机及支架。具体施工工序为：拆除运输机机头及偏转槽，将其靠煤帮放置，为二切眼内的支架安装留出通道；调整机头端头支架间距至正常值，将二切眼内放置的支架托运至机头端头安装，实现支架的对接；将二切眼内放置的运输机正常槽托运至第二胶顺内，