2325綜放工作面安全高效回采技術研究

胡昊林

（晉能控股裝備制造集團趙莊二號井，山西 長治 046600）

1 工程地質概況

2325 工作面位于二盤區，所處水平為+471m 水平，開采煤層為3#煤層。工作面煤層底板最高標高為+471m，最低標高為+440m。工作面走向長486.05m（幫—幫），煤層傾角為0°～7°，平均為3.5°。工作面范圍內煤層最大厚度為5.0m，最小厚度為0.7m，平均厚度為4.5m。

工作面傾斜長度為175.4m（幫—幫），煤層厚度0.7～5m，煤層平均厚度為4.5m。北側為2305 采空區，東側為2107巷，南側和西側為實體煤。

煤層頂板：

基本頂：細粒砂巖，厚度1.00m，灰色，中層狀。石英為主，含暗色礦物，泥質膠結，小型交錯層理發育，夾泥質包體。

砂質泥巖，厚度6.8m，黑灰色，厚層狀，致密，均勻層理，有少量植物化石。直接頂：泥巖，厚度7.85m，黑灰色，致密，均一，斷口平坦，巖芯破碎，含植物化石。

中粒砂巖，厚度1.9m，白灰色，中層狀。石英為主，含暗色礦物，泥質膠結，具斜層理，裂隙發育。

煤層底板：

直接底：砂質泥巖，厚度2.12m，黑灰色，致密，具粉砂質結構，巖芯破碎，產植物碎生化石。

基本底：泥巖，厚度8.83m，灰黑色，性脆，致密，細膩，斷口平坦，含植物化石。

沿回采方向，先后受到正斷層F160、F159、F158、F157、F156、ZHF2影響，F157對回采影響較小，F159、F158、F156對回采影響中等，F160對回采影響較大。工作面回采至停采線附近，工作面外部東側30m 發育陷落柱X46，對回采影響中等。

2 采煤方法

本工作面采用全部垮落、后退式綜合機械化放頂煤采煤方法。

2.1 巷道布置

2.1.1 盤區巷道布置概況

二盤區布置西軌道大巷、西膠帶大巷、西回風大巷、2107 巷、2108 巷等。2107 巷鋪設皮帶、軌道，負責2107巷的煤炭運輸和物料運輸，2108巷負責2325工作面至西回風大巷的回風。西軌道大巷鋪設有軌道，利用兩部無極繩絞車負責二盤區的材料運輸；西膠帶大巷鋪設有膠帶輸送機，負責二盤區的煤炭運輸；西回風大巷主要負責二盤區的回風。

2.1.2 回采巷道及切眼

本工作面采用兩巷布置：2325 膠帶進風順槽與2107巷、西膠帶大巷相連，供進風、運煤、供電、供水、供風、排水、行人等使用；2325軌道回風順槽、2325運料橫川與2107 巷、2108 巷相連，供運料、供液、供水、供風、回風、排水、行人等使用?；夭上锏罃嗝婕爸ёo形式如表1所示。

表1 巷道技術特征表

2.2 采煤工藝

采煤：MG250/600-WD 是一種具有較高切割深度的采煤器，其切割深度為0.6m。煤礦開采的內容包括：開采和放頂煤。

裝煤：采區用螺桿式卷揚機將采煤段送入前方SGZ764/400 刮板式刮板式運輸機，上煤段通過托架后的橫梁式夾板式夾板式安裝在SGZ630/400刮板式運輸機上。采場采煤包括前部溜、拉后溜、卸煤等。

運煤：工作面前溜安裝一部SGZ764/400 型刮板輸送機，后溜安裝一部SGZ630/400 型刮板輸送機，2325膠帶進風順槽安裝一部SZZ830/250 型轉載機和兩部DSJ100/80/160型帶式輸送機。

頂板支護：采用ZF6000/17/33、ZFG5800/18/33 型支架支護工作面的頂板進行了試驗研究。采場頂板的支撐工作，以拉架為主[1]。

采空區處理：工作面采用全部垮落法處理采空區。拉架后，放頂線后頂板自行垮落、充填采空區。

2.2.1 回采工藝流程

2.2.2 主要工藝、操作方式

（1）割煤：

割煤方式：雙向割煤（正臺階）。

進刀方式：用平頭對向下切削，進刀深度不小于30m。

在采煤機上，切煤的速率不宜大于1.5m/min。

機頭斜切進刀工序如下：

①在切穿前部煤墻后，對上下兩個滾筒進行調整，再用回刀法將其上的煤梯級切下。采煤機沿著傳送帶的曲線切進了煤墻。

②在采煤機的兩個轉鼓均進入煤壁并全部截斷深度為0.6m時，應停止拖動。然后，把輸送帶的彎道推進到煤墻上，從這里到機頭的前方滑行成一條直線。

③調整式采煤機上下兩個滾筒，后滾筒一邊旋轉一邊下料，由上滾筒逐步上升到采空高度（2.7～2.9m），由采煤機反轉拉出，直至前滾筒切穿煤墻為止。在切割完煤墻之后，對上下兩個滾筒進行調整，使前滾筒逐步下降到底部，后滾筒逐步上升到采高區間（2.7～2.9m），切斷機首上的煤級，再進行回切。

機尾斜切進刀工序如下：

①在切穿前部煤墻后，對上下兩個滾筒進行調整，再用回刀法將其上的煤梯級切下。采煤機沿著傳送帶的曲線切進了煤墻。

②在采煤機的兩個轉鼓均進入煤壁并全部截斷深度為0.6m時，應停止拖動。然后，把輸送帶的彎頭推進到煤墻上，從這里到尾部的滑行是一條直線。

③對調式采煤機上下滾筒，前后滾筒一邊旋轉一邊下，后面的滾筒逐步上升到采高（2.7～2.9m），由采煤機反轉拉出，直至后滾筒切穿煤墻為止。在切割完煤墻之后，對上下兩個滾筒進行調整，使后滾筒逐步下降到底部，而前滾筒則逐步上升到采高區間（2.7～2.9m），切斷尾部的煤級，再進行回旋。

（2）移架。在割煤后，一般在離采煤機前部2～3 臺進行卸架，當發生破頂時，先導機架或落后于前機架1～2 臺進行機架的移位，操作模式為本機架，按次序追蹤器進行移動，走位間距為0.6m。在搬運之前，將護幫板、側護板、支架卸掉。

（3）推前部溜。滯后后滾筒10架，就能推動前面的滑行，依次進行推溜，推溜的距離為0.6m，推滑作業距離采煤器15m 以內。在推溜過程中，應確保前方滑能正確地進行，不得發生急劇的轉彎，且彎道半徑不得低于15m。

（4）放頂煤。在下煤前，應調整后滑裝置，以便于后滑，并在后滑時，放煤板與后滑高度不低于300mm，前4架、后4架不放頂煤（在下一個周期內，通過牽引架上煤炭，進行下一輪的放煤）。

采煤機每割一刀煤，放煤一次，嚴禁兩刀一放。

放煤順序：采用單輪式連續、均勻的送煤方式。按順序放煤，每個架子上的煤塊要均勻地排出，在放煤的時候，如果有大的矸石，就把尾梁抬起來，把尾梁上的板子打出來。

（5）清煤。在前滑推完后，開始清除滑塊和支座底部和支座之間（后立柱之前）的浮煤。在清理完煤層后，在2m2的工作面上，浮煤厚度不大于30mm。

（6）拉后部溜。拉后部溜滯后放頂煤不小于15m，，拉溜間距應為0.6m，彎道應在15m 以內，不得有任何急彎。

3 安全技術措施

3.1 割煤安全技術措施

（1）開機前，采煤機司機應按規定對煤壁、頂底板、支架、刮板輸送機、采煤機電纜、水管、水壓、水量、油壓及油量進行全面檢查，消除故障和隱患后，使用工作面本布羅連續打點5次，并喊話“準備啟動采煤機”，發出開機信號。在確定工作臺前方和后方5m 處沒有人的情況下，才能開始工作。

（2）在采煤作業中，采煤機駕駛員必須先給水，然后再啟動；停機前，先停機后停水，嚴禁無水、無噴霧啟動。

（3）在切割煤炭時，采煤機駕駛員要腳踏在踏板上，用遙控裝置進行作業，作業時需保持高度警惕，禁止在工作臺前面滑塊作業，防止被煤塊撞到。在切割時，禁止在采煤機的轉鼓前面5m以內的空間內有非工作人員經過。

（4）在切割煤炭過程中，采煤機駕駛員應時刻關注其各個部件的運轉狀況，如有任何不正?，F象應立即停止工作，并進行檢查和維修。在對煤礦設備的檢查或維修過程中，采煤機應停機，斷掉前一級的所有斷路，將斷電開關的把手撥至零點，并安排人員進行監護。切斷絕緣電閘，卸下離合器，在需要進煤幫時，必須遵循操作規范。在更換鋸片時，駕駛員的身體應距離滾筒至少0.3m。只有在維修工作完成后才能重新啟動。

（5）采煤機駕駛員應該和支架工加強合作，避免出現追機作業的情況，當兩者的間隔過大時，采煤機應暫停停機作業。

（6）采煤機割煤時，超前前滾筒1～2 架，可將護幫板收回，一位駕駛員應檢查支架護板有無回收，前輪禁止切割前梁、護板。另外一位駕駛員負責觀察末端和后方的滾筒，當開采機械在頂部處于良好狀態時，可以將前面的3個支架的保護面板預先回收。

（7）二位駕駛員應密切合作，禁止單獨駕駛。要把手提的瓦斯檢測器帶在身邊，并且要時刻“開機”。

（8）在開采過程中，當煤礦工人經過破碎區的時候，要減速，一旦出現不正?，F象，就應及時停車。

（9）當切到機頭和機尾5m 處時，減速至1.5m/min以下，慢慢推進，等剪出了錨索，再返回停止。在采取了進煤工作面施工的方法后，用人工將錨桿拔起，接著由采煤器慢慢切開煤層。

3.2 移架安全技術措施

（1）工作面所有支架必須達到完好標準，嚴格按照規程要求操作支架。

（2）移架前，支架前和架間無浮煤、浮矸等雜物；移架時，移架速度均勻；移架后，支架初撐力不低于25.2MPa，移架步距與工作面截深一致，頂梁與頂板接觸嚴密，不咬架，且各組支架排成一條直線。加強液壓支架的日常檢修與維護，保持液壓支架完好。

（3）機組割煤后，應及時移架，移架步距一般與截割深度一致。支架工必須站在本架踏板上操作。支架操作人員站在支架安全通道內操作，同時觀察動作部位情況，移架過程中嚴禁非操作人員在所移支架周圍（相鄰兩側各2架）行走、站立和作業。操作支架前，要先熟悉各操作手把功能。

（4）機組割煤時，可超前采煤機前滾筒3 個支架收護幫板，滯后采煤機前滾筒2～3 個支架距離進行移架。工作面頂板破碎時，應追機操作支架，超前采煤機前滾筒1～2個支架收護幫板，滯后采煤機前滾筒1～2個支架距離進行移架。

（5）移架前，支架工先將側護板、護幫板收回，并對支架進行卸載。移動機架時，機座的上梁處應保持50～200mm 的間距。在發生破裂的情況下，可以在合適的壓力下移架。

（6）移動架時，支架工人應留意架間本布置電纜、照明電纜、架間液管等。當發生移動時，應及時進行調節，防止擠壓、掛傷，并應留意滾動筒體，防止拋出的碳塊傷人。支架頂梁接頂后，持續供液3～5s，初撐力達到規定值后，前柱壓力表讀數不低于25.2MPa，打出護幫板。

（7）移架后，支架間間隙不大于100mm；支架直線度誤差不超過±50mm；支架中心距誤差不大于100mm；支架接頂嚴實，頂梁平整，最大仰（俯）角不超過7°；支架不擠、不咬，相鄰支架錯差不超過側護板高的2/3；端面距不超過340mm。移架結束后將操作手把打在零位。局部需超前移架時，必須保證支架分段呈直線。支撐柱的活柱伸長應在200～750mm之間；如果不能，應調節延長部分。

（8）當架間距大于100mm 小于300mm 時，采取支架頂梁上木板的措施避免架間漏矸；在框架距離超過300mm 時，應進行搭棚，確保一梁二樁，并采用安全的防倒法。機頭、機尾各5個架屬端頭維護區域采取鋪網措施。

（9）當采場片幫或頂板受力較大時，應立即拉動提前架，并在切割時跟隨前面的滾筒進行帶壓卸架。

（10）在安裝支架之前，支架工人應關閉閥門，擰下把手，等壓力解除后再進行支架的修復。

3.3 推拉溜安全技術措施

（1）推拉溜工作由支架工負責進行。推溜、拉溜手把打在供液位置一次最多不超過10個架。

（2）推拉溜必須在溜子運轉的時候進行，并嚴格按照順序跟蹤，從一頭到另一頭，不得隨意分割，也不能從由兩端到中間。

（3）在推進前方滑行時，若有臺階、矸石等阻礙，無法推動溜子，則由采煤機駕駛員回刀削平，以利于推溜。

（4）在推滑段的過程中，不得在推溜段的托架和纜線槽之間存在人員，以防推溜框架擠壓傷人。

（5）在拉出滑輪時，要特別留意插板的定位，以防卡盤卡住后面的滑鏈子和刮板，扯掉鏈條，引起意外。

3.4 放頂煤安全技術措施

（1）非放煤工嚴禁放煤。

（2）在下煤過程中，采煤者應站立在工作臺上。在放煤之前，放煤員要仔細地查看后滑和插板、尾梁和滑塊的位置，如果有問題，要立即進行處置，在確定了符合要求之后，才能進行放煤。

（3）在卸煤過程中，將支架插入物拉出，使尾部的橫桿向下傾斜，在發現有大量煤矸石的情況下，采煤員立即將支撐桿的尾部抬起；如有大塊炭渣無法排出，則要多次提升支撐桿的尾部，擠壓出大塊炭塊，以確保上煤層的干凈，不能在沒有清理完的情況下，將后面的滑塊拉回來。

（4）在上煤過程中，下煤口和后滑的距離不得低于300mm，要合理地控制放煤的速率，以免煤量太大而造成后滑。

（5）在放煤過程中，放煤者應注意在后面避免出現溜煤的情況。如遇大塊狀煤矸石難以通行，應立即關閉電源，打開閉鎖裝置，關閉10m 以內的安全把手，并派人照管，后滑開關上懸掛斷電標志，并由專門人員守護，進井后采用大錘子或鎬頭打碎大塊煤矸石，避免拖拽后溜繩或破壞橫桿及板千斤、管路。

（6）放煤降尾梁時，必須要慢慢地進行，以免拖曳后的大鏈條滑脫。

（7）工作面前面和后面各4 架均不采取放煤操作。當出現復雜構造的情況，可以對架數進行適當的增加。

3.5 清煤安全技術措施

（1）在清煤過程中，清煤員應留意四周的頂幫狀況，確保有沒有打孔。在確定沒有任何安全隱患之前，不能進行操作。

（2）在清理煤炭時，應面向尾部，并時刻留意前面滑出的大塊木炭和雜物，以防受傷。

（3）清煤時，在10 架范圍以內的區域，不適合進行移架等作業。

（4）遇到大塊的煤矸石不能處理時，要用大錘子把它打碎，然后才能清除。

4 結束語

晉能控股裝備制造集團趙莊二號井2325綜放工作面應用這些安全高效回采措施后，降低了回采成本，提高了生產效率，實現了安全高效回采，該研究可為類似工況下的綜放工作面安全高效回采提供參考。