张春利
辽源矿业集团生产技术部 吉林辽源
摘要：本文以西安煤业在残煤资源进行开采的第12工作面综采为例，阐述了残煤工作面开采方案的选择，分析了采用方案所遇到的难题，提出了具体的改进意见，和安全保障措施。
关键词：残煤资源；综放开采工作面；开采方案
1 前言
西安煤矿投产于1955年12月，初步设计生产能力900千t/a，后期核定生产能力为2300千t/a。至2015年末该矿已生产了60年，其境界内的原始煤层资源储量早已开采完毕，并在前些年里已开始全面进入残煤开采阶段，开采中采取了边查找残煤资源储量、边安排进行开采的策略，保证了生产的接续，当在残煤资源中采用了综采放顶煤方法后，开采适应条件不断扩宽，对保证生产能力、延长矿井生产服务年限起到了重要作用，尤其是在旧采迹顶板破碎开采的条件下安全得到了保障。
2 工作面概况
2.1 地质条件
第12工作面位于矿井西翼第二生产水平的下煤，为新查找出的残煤资源。该工作面煤层结构复杂，厚度4～30m，煤层倾角12～30°，煤层顶板为互层状的砂岩、粉砂岩，易冒落。煤层底板为凝灰岩、角砾岩。该区曾经于1960年～1975年利用水砂充填采煤方法开采。本次主要开采原区间残留煤柱，其间有140余条旧巷穿过开采范围，开采地质条件复杂。煤层瓦斯绝对涌出量为0.9m3/min，煤层易爆炸，发火期为0.5～1.5个月。
2.2 综采方法的采用及装备
为了提高产量，实现安全高效开采，西安矿积极改革采煤方法，充分利用先进装备，在该工作面采用走向长臂综采放顶煤开采，全部垮落法管理采空区顶板。基本支架选用ZF4000/16/28型低位放顶煤液压支架33盘，过渡支架选用ZFG4800/18/30一盘。工作面最大控顶距6.15m，最小控顶距5.55m，循环进度0.5m，移架后放顶煤。采用MGD150-NW短臂采煤机割煤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工作面煤帮、砂帮选用SDG630/18刮板输送机各一台向下运煤，运输系统采用SGW-40T型刮板运输机及SPJ-800型吊挂式皮带输送机运煤。
2.3 综采工作面参数
该区岩石巷道均采用锚网、喷浆支护，规格3.6×2.4m（宽×高），煤巷均采用36U型钢三节棚支护，规格3.4×2.2m（下宽×中高）。全区累计走向长度1090m，工作面平均长50m，煤层平均厚度12m，地质储量850.2千吨。
第12工作面若按常规开采，一次性准备工程量大、时间长，会出现采掘失调现象，所以把12工作面再划分为四个小工作面开采，即012011工作面走向长240m，012011扩大工作面走向长175m，012010工作面走向长245m，012009工作面走向长430m。
3 开采方案选择
准备系统分三次施工，以缓解初期压力。012011工作面在12工作面的最外侧，且该工作面开采技术条件相对较简单，故首采工作面确定为012011工作面，其开采顺序为：首采区012011工作面→012011扩大工作面→012010工作面→012009工作面。准备顺序：先期准备012011工作面，待012011工作面投产后再继续延伸皮带运输巷，集中排风大巷，并通过石门联络，边采、边掘连续推进。系统调整：每个工作面推进距边界道20m时下一工作面生产系统形成，利用下一工作面生产系统生产，完成一系列回采工作。这样即可以减少初期开拓工程量，又使该区早投产。经技术部门通过对该区地质条件、开采技术条件、运输系统、通风管理等诸多方面因素的研究后认为，虽然在以上环节的管理上存在许多困难，但是通过加强管理克服以上问题，可以实现特殊条件下综采工作面连续开采。
4 综采工作面的安全保护措施
4.1 过旧巷、采迹的措施
由于该工作面是在残煤资源区开采，所以顶、底板旧巷、旧采迹较多，为了保证安全在开采过程中采取了以下的保护措施：
1）遇旧巷、采迹前20m地测部门向施工段队下达联系单，施工时严格执行探眼前进，以便及时掌握旧巷、采迹空间位置，采取好针对性措施。
2）过旧巷前20m，采煤机割帮后及时伸出护帮板维护好煤帮，根据现场实际打贴帮柱，用木柈
封好帮顶，架间用圆木打好前探杆，以防淌货，掉块伤人。
3）底板遇旧巷松软时，架子前底脚加垫木。
4）机组行进到旧巷位置时必须减速缓行，防止截齿遇旧巷、旧采迹残留物损伤。
4）过旧巷、旧采迹时，煤帮破碎只许开帮，严禁放煤。
5）煤帮顶板疏松，护帮板给靠，采煤机只割底刀不割顶刀。
4.2 过边界道、石门开采的措施
工作面需过边界道3条、石门2条，施工中采取以下措施：
1）当工作面距边界道10m时，将边界道内原U型棚棚空用圆木做梁、单体做腿，一梁三柱插空备棚，每个棚空备一架木棚。
2）工作面揭露边界道时，原U型支架随开帮揭露部分随着撤出，不得提前回撤原边界道U型支架。回撤数量以开帮走架子数量为准。
3）工作面过边界道时，综采支架前梁与原边界道棚子接触后用该盘架子前梁将该处菱形网挑起，并加固好该处帮顶后，再撤U型棚，并随着工作面推进及时用架子前梁将木梁挑起，及时回收单体。
4）过边界道要保证边界道支架有效断面保证正常通风。
5）工作面距边界道前后5m砂帮严禁放货。
4.3 过拐点扇形开采的措施
工作面受采迹影响，需过拐点5处，实现扇形开采，施工中采取了以下措施
1）工作面临近拐点前10m 就要改变开帮进度进行抹上头或下头，抹上头时，风道侧移溜子增大推进度，溜道侧减少移溜子推进度，或以溜头为轴，只推风道侧，但3条帮溜子必须推一次全条，以便调整架子和上端头支护方向，同时缓解轴点压力，抹下头与之相反。
2）抹上头或下头时要加强上下端头支护管理，确保上下端头支护尺寸、支护数量、支护强度，对于抹上头过程中上下端头出现的三角区域要及时增加或减少π钢使用数量，同时保证端头支护完整有效，所有单体给够迎山和随角，达到初撑力。上下端头π钢方向要随着两道变化及时调整，与两道顺好。
3）抹上头过程中出现的顶板破碎区域采取铺金属网，防止淌货。
4）及时调整工作面溜子与走向溜子的搭接长度，防止工作面溜头滑向下方。
5）工作面过拐点后与走向排气垂直时过拐点工作结束。
5 存在的问题及改进意见
1）应合理安排采掘关系，以防采掘相互影响。
2）应加强过旧巷、采迹期间采面的管理，以防煤壁片帮。
3）加强过边界道期间的管理，采取伪斜方法通过最佳。
4）应加强通风系统及密闭质量的管理，以防出现瓦斯超限和发火事故。
6 结论
经过两年多的开采实践，第12工作面开采取得了较好的效果：
1）共累计采出煤炭78.1万吨。
2）减少煤柱损失8.3万吨，创利润1030万元。
3）少送3条开切眼，减少掘进进尺350m，节省投入57万元。
4）实现了多个综采工作面连续开采，减少二次搬家倒面，节约回撤及安装费用210万元。
5）各项安全保障措施制定合理，执行到位，保证了生产的安全，为取得上述的效益奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]中国矿业学院，《采煤学》【M】，北京，煤炭出版社，1980年。
[2]陈炎光、钱鸣高.《中国煤矿采场围岩控制》【M】，徐州，中国矿业大学出版社，1994年。
作者简介：
张春利（1973.8），男（汉），吉林洮南人，吉煤集团辽源矿业（集团）有限责任公司生产技术部副主任工程师，工程师职称。
论文作者:张春利
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：工作面论文; 边界论文; 煤层论文; 顶板论文; 支架论文; 辽源论文; 走向论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;