衍生工作面法在矿井边角煤回收领域的实践

摘 要：利用衍生工作面的方法回收矿井边角煤，可以最大限度的发挥原有巷道系统功能而不用专门再为开采边角煤新增布置开拓，既不会影响矿井采区工作面以及正常接续的布置，又能最大限度的提高了矿井资源回收率。

关键词：衍生工作面，综采，边角煤回收，实践

0 引 言

铜川矿业公司王石凹煤矿随着矿井服务年限的延长，地下煤炭储量已经呈现枯竭的局面，并且由于矿井开采初期的采煤方法、设备、工艺的限制，留下了很多的边角煤。在能源面临枯竭的今天，为了最大限度的延长矿井服务年限，以前丢弃的边角煤也要尽可能的开采。本文通过阐述在正规综采工作面的顺槽或者切眼一侧布置一个新的衍生工作面，利用衍生工作面法开采矿井边角煤，在不影响正常开采的条件下，尽可能的提高了矿井煤炭回收率，取得了较好的效益。

衍生工作面法是指在原有正规布置工作面的顺槽或者切眼一侧布置一个新的衍生工作面。通常衍生面的各种生产系统都依附于大面的系统而存在，通常通过旋转采煤法或者带采法或面内搬家来实现衍生面的资源回收，提高矿井经济效益。

1 从切眼衍生小面（旋转采煤法）

切眼衍生法是通过两条顺槽的拐弯实现边角资源回收，通过后期旋转采煤实现大小两面之间的顺利搭接过渡，实现连续推采，以下图1为例，由于大小面长度存在差值，设计中将2202下顺作为主运输巷，将上顺作为辅助运输巷，实践中增掘图示虚线段的巷道便于辅助运输。同时在大切眼建立调解风门，避免出现无风或微风现象，同时对于大切眼提前扩切眼、摆差架，加强支护，为顺利搭接做好准备工作。

1.1 切眼衍生法的巷道布置（图1所示）

1.2旋转采煤方法

旋转采煤法即在回采工作面两端头开采推进中，人为控制一端推进度而加快另一端推进度，同时适当调整工作面支架布置，从而达到改变回采走向的目的。具体实施方法是在工作面不同地点进刀，分次向偏离旋转圆心一次截割，最后一次实现工作面全截割，完成一个大循环。由于弯曲率受工作面设备所限，其最大弯曲值不得大于设计允许弯度，因此每个小循环旋转角也不得超越此角。

1.3旋转采煤应注意的问题

1、为了保证工作面运输设备搭接质量和运输的安全，通常在布置旋转采煤工作面时应当将主运输巷布置在旋转圆心一侧。

2、为了达到旋转采煤的预期要求，我们必须保证每个小循环都做到拉架移溜准确到位。建议开始旋转前在工作面及两顺槽做相应标记，保证旋转质量。

3、由于旋转时圆心侧推进度较低，所以顶板压力显现比较明显，所以建议在布置旋转采面时要选择顶板条件好的位置开始旋转摆采。

4、旋转采煤面机尾侧的推进度较高，所以机尾的回棚（支护设施回收）工作及机尾辅助运输量较大，所以在劳动组织上要予以考虑。

5、旋转回采加长了工作面倾向长度，端头支护范围加大，必须采取可靠的支护措施。

6、旋转回采过程中因为工作面旋转，必然使液压支架不能始终保持垂直于工作面，容易出现支架和溜子的连接销断裂的现象，为此我们在旋转采煤时必须坚持完成一个大循环后及时调架。

（液压支架的调整方法：采用单体支柱以邻架为支点，斜柱顶住待调架尾部，而后稍微降下待调架，给单体送液，使支架尾部摆动而达到调整目的。）

2 从顺槽衍生工作面法

图3是顺槽衍生工作面法巷道布置图，在图3中利用在294工作面回顺侧开口掘进出小面实现了顺槽衍生工作面，同时通过在两条顺槽间的联络巷设置调节风门，实现小面的进回风控制，为了防止风流短路。同时在考虑到小面回撤期间的通风安全，要求大面必须具备完善的反风系统，保证回撤期间的人员处于进风侧，以确保人员安全。

在小面掘进生产期间由于大面切眼已经形成，所以要加强大切眼的日常维护。（通过实践经验我们可以在大面机头处提前安装差额支架，在小面搬迁到大面时需准备足够大平板车以存放溜子设备，这样可以提高安装效率）

3 从顺槽衍生工作面法（对拉工作面法、带采法）

图4利用现有系统通过延长工作面切眼，在顺槽一侧开一条平行巷道，布置一个小面的，大小面同时推进的方法实现工作面推采。当受到地质因素（无法正常布置两个系统时）或综采设备配套制约时（一般受溜子长度制约），我们通常采用以上方法布置工作面。此法还常用于回收残留煤柱。当小面长度在5米以内时我们可以直接布置一个小炮采头，利用自然扩散通风，可以达到安全生产。在正常生产时必须加强公共进风运输巷道的日常维护，加强小面的瓦斯治理，加强端头支护。

4 衍生工作面注意事项

4.1 地质方面

由于衍生巷道大多靠近井田边界或采空区，所以我们首先要清楚衍生工作面范围内的地质情况，清楚衍生面范围内的水文、地质构造情况，留设安全合理的隔离保护煤柱（我们的经验是当采高在2.8米时，如果遇见井田边界时留设50米，相邻采空区留设30米），以确保后期安全生产。

如果大面是沿煤层走向布置，那么顺槽衍生法一般为近倾向布置，后期开采面临仰采或俯采，此时在安全生产的前提下我们必须考虑综采仰采或俯采最大坡度，并制定相应的安全生产技术措施，以及相应的防治水措施。

4.2 巷道布置方面

衍生工作面法在巷道布置上为了减少拆运次数，我们通常会设计将皮带巷布置在上面两个图所示的下顺巷道内，可以满足两个面的开采而不必中途拆运。

4.3 通风管理方面

衍生面形成前由于巷道长度的增加，一般在初期掘进期间会遇到长距离通风问题，我们 一般认为当通风距离小于3000米时，使用局部通风机功率为2×30，配合直径1000mm的风筒就可以解决掘进期间的局部通风。

4.4 机电设备方面

衍生工作面通常大小面共用一套设备，由于设备更换困难，服务时间较长长，加之后期要完成一次面内搬家，所以对于机械设备要加强日常检修，确保完好，其次衍生小面的切眼长度通常情况下和大面不等，这样就要求我们必须在面内搬家时要新增或撤出一部分支架，在安装前期必须统筹安排。

4.5 劳动组织上

顺槽衍生法由于一般使用一套设备所以，在大小面实现接续时往往该面采煤工作必须停止，无法实现不停产的直接接续。必须等到设备安装好之后才能正常生产，而且衍生面的支护材料回收工作也会影响新面的投产时间。会对矿井产量在一段时间内造成影响。

5 衍生法经济效益分析

效益主要存在两个方面首先是对不可回收资源的利用，其次在投入方面最大限度的利用已有巷道降低投入，真正实现了投入少回报高，利润相当可观，我们矿于2011年开始先后分别在2202工作面和294工作面成功实施了切眼衍生面法（旋转采煤工艺）和顺槽衍生面法。累积回收出近50万吨煤炭资源创造直接效益近2亿多元。

6 结语

近年来，随着矿井开采强度的增加，煤炭资源可采储量急剧衰减，矿井衰老速度加快。边角煤回采已成为煤矿企业面临的课题，本文通过实例论述了衍生工作面法在开采矿井边角煤的具体应用，分析了衍生工作面法在实际回采边角煤的优越性，为以后相似的条件下回采边角煤提供了方法依据和参考。

作者简介：

王尚武（1983―），男，陕西宝鸡人，2008年毕业西安科技大学采矿工程专业，大学本科学历，工学学士，采矿助理工程师，现任王石凹煤矿生产科技术员，主要从事矿井生产设计及采、掘技术管理工作。