综放面提高回采率的技术研究

摘要： 综放工作面煤炭回收率低，不仅是对煤炭资源的浪费，而且对矿井的安全生产带来一系列不利因素。如：加剧矿井采掘接续紧张的矛盾；采空区残留煤体会产生应力集中，不利于顶板管理；采空区内残留煤体较多，容易引起煤体的自燃发火等。因此，提高综放工作面煤炭资源回采率对增加工作面产量、降低煤炭自燃发火条件、保护煤炭资源有着重要的意义。

Abstract： The coal recovery rate of fully mechanized working face is low， which is not only a waste of coal resources， but also brings series of adverse factors for mine safety in production such as： aggravating the contradiction of continue strain of coal mining； the residual coal in goaf will produce stress concentration which goes against roof management； the residual coal in goaf is much， which will cause spontaneous combustion of coal easily， etc. Therefore， improving the recovery rate of coal resources at fully mechanized working face has important significance in increasing the output of working face， reducing the conditions of coal spontaneous combustion， and protecting the coal resources.

关键词： 综放面；回采率；技术研究

Key words： fully mechanized working face；recovery rate；technology research

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）21-0057-02

1 问题的提出

柴里煤矿已经开采近50年，即将步入资源衰竭期，可采储量愈来愈少；受复杂地质构造的影响，采场愈来愈差。采取对矿井井巷工程优化设计，针对地质构造复杂，认真分析地质资料，根据煤层的赋存情况，为减少切眼与周围采空区之间的三角煤柱损失，当切眼不能设计成与正巷垂直的情况下，布置扇形切眼将阶段煤柱留设到最小。成为我矿2013年提高资源回收率一项新举措。

2 工作面情况介绍

23上612综放工作面位于236采区西北部，北隔234集轨、234集皮为23407、23408工作面采空区，东南为23602工作面采空区，西南为23603工作面采空区。工作面沿中矸采放3上煤，3上煤厚3.40～6.30m，平均5.44m，局部含有一层泥岩夹矸，厚0～0.44m。为利用现有系统最大限度的回收煤炭资源，工作面布置为旋转开采工作面，旋转角度60°，机头处断面大、放置时间长，造成运输巷端头附近顶板压力大、支护困难。工作面初采期间受23602采空区和23603采空区影响应力较集中，对工作面资源回收和现场的安全生产管理工作带来较大难度。

3 影响工作面资源回收的因素

①工作面切眼靠近23603工作面采空区，处于应力集中区，巷道压力大、易变形，顶板管理困难，且由于旋转开采角度为60°、机头处断面大、放置时间长，将会给工作面运输巷侧端头管理和巷道超前维护带来一定困难。②工作面过F234-10断层（∠60° H=0～3.0）、DF25断层（∠70° H=0～3.0）、F23603探-1逆断层（∠38° H=0～1.0）、F23612-1断层（∠45° H=0～2.0），F23612-2断层（∠54° H=0～1.0）时，由于5条断层落差均大于1.0m，对工作面开采影响较大。③工作面开采块段3煤顶板砂岩含水层水经周边工作面的开采，赋水性相对减弱，但该工作面在本区域位置较低，由于3煤顶板砂岩水富水性不均一，工作面开采期间仍有出水的可能。④轨道巷与23602采空区之间煤柱平均宽度约为3.5m，为防止23602采空区有害气体进入工作面，需留有2.5m以上的隔离煤柱。⑤工作面初采段切眼范围留有部分底煤，厚0.1～2.0m，初采时立即下刹在15m范围内跟上3煤中矸推采；出切眼时顶煤较薄易冒顶，需加强初采段的顶板管理。

4 创新点及实施过程

4.1 创新点。①针对初采段中矸较薄为0.05～0.25m，采取了加密顶、底煤厚孔探测和每周出一张地质剖面的应对措施，根据底煤厚孔煤厚，及时调整工作面开采层位，实现了工作面的合理分层；根据顶煤厚孔煤厚，合理确定放煤参数和放煤方式，有效地促进和保证了顶煤回收率的提高。②初采旋转区段推进过程中，机头处断面大、端头推进缓慢，放置时间长，造成运输巷1#～15#架顶板破碎、支护困难。为防止工作面大面积冒顶对支架后部放煤的影响，采取对顶板破碎段铺网并在支架后部剪网放煤的技术措施，既实现了工作面的安全生产，又使煤炭资源得到有效回收。③加强对工作面过23603北探巷段的顶板和层位管理，保证了过23603北探巷段支架的正常放煤。

4.2 实施过程。①成立23上612综放工作面生产管理领导小组，工作组成员采取中、夜班跟班，调查工作面采放情况，监督落实各项措施及规程的执行情况，提高该面资源管理及生产管理水平，实现了工作面的安全生产，最大限度的回收了煤炭资源。②工作面旋转开采期间组织人员对工作面进行现场调查21次，调查点215个，绘制地质剖面图10张，施工顶煤厚孔42个，工程量336m。当工作面层位异常时，加密煤厚孔施工次数，并及时绘制地质剖面图指导生产单位调整开采层位，生产单位严格沿中矸上界面推采，严禁破3下煤开采。③根据工作面旋转开采系数确定放顶煤范围，推进度大于0.5m以上的范围进行正常放煤，小于0.5m的范围，累计至0.5m时进行放煤。为旋转开采区段放煤管理提供了理论依据，确保了放煤效果。④在工作面初采旋转区段推进过程中，端头推进缓慢，加强了端头支架的顶板管理，在端头架外侧提高支护质量、采取相应支护措施，加长了工作面超前维护。⑤初采旋转区段胶结顶梁支护范围，制定了专项放煤安全技术措施，并严格按措施进行施工。铺网段支架拉过之后，用支架后插板击后部联网，直接撕网放煤，当插板无法撕网时，采用人工剪网放煤。放煤时，采用端头支架后尾梁来回升高和降低，使支架顶部的煤炭在后尾梁升降时全部落下，进入后部输送机，从而使端头支架顶部的煤炭得到回收。⑥工作面生产期间做到拉架前清理干净架前、架间的浮煤，尽可能的减少浮煤损失，确保架间、架前及两巷无浮煤，提高了工作面回采率。⑦随着工作面的推采对端头支架进行联网，原设计每端头铺网2～5架，为提高端头支架的放煤效果，工作面决定每端头铺网2架，端头支架上方的网必须和巷道超前维护的网连在一起，并连接牢固，才能保证在端头支架后顶板跨落的煤不易流入到巷道。⑧生产中随工作面的推采要对巷道两帮加固煤帮用的锚杆进行卸螺帽，尤其是紧靠端头支架的地方，促进两端头煤体的破碎程度，更有利于端头支架的放煤。⑨正常生产时每班不少于2名专职放煤工，推进度加快时需增加放煤工，采取多轮顺序均匀放煤，后部放净后再移溜，严禁出现先移溜后放煤、放不净就移溜和一个支架一次放至见大量矸石的现象，合理控制放煤含矸率进行科学放煤。

5 社会和经济效益

5.1 经济效益 ①经过23上612综放工作面旋转开采段技术措施的有效落实，确保了放煤效果，提高了工作面开采回采率，消除了因工作面老塘后部留煤而造成的发火隐患，工作面回采率旋转开采段为92.5%，比设计回采率85.0%提高了7.5个百分点，共计多回收煤炭资源9383吨，按每吨700元计算，可创经济效益649.81万元。②工作面在旋转开采期间端头和正巷放煤量为717吨，按每吨700元计算，可创经济效益50.19万元。③工作面在旋转开采期间巷道刷宽煤量为432吨，按每吨700元计算，可创经济效益30.24万元。

5.2 社会效益 23上612综放工作面旋转开采段技术措施的实施，在完成矿下达目标产量的情况下实现了安全生产。不但从根本上改变了矿井采掘接续紧张的被动局面，而且为我矿顺利完成集团公司下达的产量目标打下坚实的基础。

参考文献：

[1]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]蒋福兴等.矿压控制设计[M].徐州：中国矿业大学出版社，1996.

[3]徐永忻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2008.