Practical Application of Increasing the Tendency Length in the
Mining Process of Coal Mining Face
杨君智 YANG Jun-zhi
（国能集团宁夏煤业公司，银川 750011）
（China Energy Group Ningxia Coal Industry Company，Yinchuan 750011，China）
摘要：本矿一采煤工作面走向与倾向长度由于受本采区辅运大巷保护煤柱限制，为节约煤炭资源起见，开采之前对本工作面设计进行优化，开采初期工作面倾向长度为135m，回采300m后工作面长度增加70m至205m。按煤层平均厚度8m计算，工作面倾向长度为135m、走向长度为300m时多回采煤炭资源42万吨，对于煤炭这种短期内不可再生资源而言，提高其采出率意义重大。
Abstract: The direction and tendency length of the coal mining face in this mine is limited by the protective coal pillars of the auxiliary transportation roadway in the mining area. In order to save coal resources, the design of the working face is optimized before mining. The initial working face length is 135m. After 300m, the length of the working surface increases by 70m to 205m. According to the average thickness of coal seam 8m, when the working face tendency length is 135m and the strike length is 300m, the coal resources are more than 420,000 tons, which is of great significance to increase the recovery rate for the short-term non-renewable resources of coal.
关键词：采煤工作面；倾向；增加；实践
Key words: coal mining face；tendency；increase；practice
中图分类号：TD823.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）22-0169-04
1 工作面概况
1.1 本工作面地面位置
东边与井田边界相距水平相距570～674m；南边与24-Ⅰ勘探线水平相距370m；西边与13、14采区工业广场连接公路水平相距708～893m；北边与第25勘探线水平相距840m。
1.2 井下位置及四邻回采情况
位于14采区边界线北侧（即，12采区南翼），工作面东边和北边为2煤层未开采区域，南边与14采区辅运下山，留有20m保护煤柱，西侧与13、14采区运输大巷留有＞75m保护煤柱，其中最窄处分别是工作面切眼上口、新切眼上口。
工作面四邻回采情况：工作面东侧和北侧均为未来开采区域，南侧为14采区辅运下山，西侧为120209工作面采空区，距离采空区水平距离122～453m，工作面上部无采空区。
1.3 回采对地面设施影响
工作面上部地表有狼南公路，从工作面回风巷938m处进入，至皮带巷1005m处穿出，回风巷938m处距狼南公路埋深400m左右，皮带巷1005m处距狼南公路埋深480m左右，预计工作面回采后，塌陷裂隙将延伸至地表，对狼南公路有一定影响。其它地面地形地貌为环型风积沙丘。
1.4 煤层情况描述
本煤层为厚煤层，煤层结构简单，工作面范围内煤层厚度在6.2～8.1m之间，煤层厚度变化不大，平均真厚度8m，煤层类型为不粘煤，呈黑色，暗淡～半暗型，条痕呈褐黑色，沥青光泽，断口呈平坦状或阶梯状，裂隙发育，条带状结构，层状构造，以暗煤为主，少量亮煤和镜煤条带，含丝炭，矿物质以黄铁薄膜为主。煤质属低硫、低灰、特低磷、较高发热量、高化学反应性。
煤层中有二层夹矸，两条夹矸间距1.9m。底板向上1.4～1.5m为第一层夹肝，夹矸厚0～0.33m之间，顶板向下4m为第二层夹肝，夹矸厚0～0.33m之间，呈灰色、浅灰色。
煤层倾角为17～23°，平均倾角为20°。（图1）
2 工作面回采至倾向增加位置（新切眼）时施工准备
由于工作面回采300m时倾向长度增加70m，需要提前将此70m长度掘出来（也即新切眼），新切眼宽度与工作面开采初期切眼宽度相同。由于工作面平均倾角为20°，支架车运行最大坡度为12°，因此新新切眼上口需要设置绞车房。两段回风巷之间设计联络巷方便回采前期车辆运输材料。
工作面机尾处有5个特殊支架（1个过渡支架，4个端头支架），工作面回采至新切眼处需要将此5个特殊支架抽出置换成基本支架，因此此期间工作面机尾范围内顶板需要按照工作面收尾回撤设备时措施执行。
工作面回采距离支架停止线15m时，顶板开始铺设柔性网，柔性网规格为：长×宽=15×15m。铺设柔性网同时，每割一刀煤在柔性网下方施工五组锚索桁架支护顶板。距离支架停止线3m时，在工作面支架尾梁后方施工联锁木垛，方便置换的支架有足够的空间进入原支架位置。
工作面回采至新切眼处时，尽量调整工作面伪斜与新切眼伪斜一致。支架停止时，开始施工新切眼处支架调向硐室，规格为：长×宽×高=17.25×5.6×4.2m，支架调向硐室采用锚索+金属网+钢带+11#矿用工字钢联合支护方式。
支架调向硐室施工完毕后，需要在抽出第一台支架至新切眼段范围内施工混凝土地坪，减少支架底座与工作面地板之间的摩擦力，方便支架拖拉。（图2、图3、图4）
3 设备安装工程
由于新切眼倾向长度增加70m，按每个支架宽度1.75m计算，需要增加40台支架。为保证工作面回采至支架停止位置时各个工序更好地衔接以及缩短工期，提前将新切眼内支架与后部刮板输送槽安装到位，此时需要计算好原工作面支架在支架停止线处与新切眼处提前安装好的支架之间的距离，最好控制在500mm以内。新切眼上口预留10m位置用以安装之前机尾处5个特殊支架。
方案一：
新切眼上口绞车硐室内安装JSD-30型主辅绞车、新切眼上口靠近采空区侧JSD-25型调向绞车→回撤原工作面前部刮板输送机机尾段→安装过渡支架往下2m处JSD-25型调向绞车→抽出原工作面机尾最后一台端头支架、倒数第二台端头支架→在抽出最后一台端头支架原位置处安装一台基本支架→抽出原工作面倒数第三台端头支架、第四台端头支架→抽出工作面后部刮板输送机机尾大架、推移块、传动部、抬高槽→安装与原后部刮板输送机长度对应的五节刮板槽→安装第二台基本支架至原倒数第二台端头支架处→安装第三台基本支架至原倒数第三台端头支架处→抽出过渡支架→安装第四台基本支架至原倒数第四台端头支架处→安装第五台基本支架至原过渡支架处→回收原过渡支架往下2m处JSD-25型调向绞车→安装前部刮板输送机→完善供电、供液管路系统→工作面调试、试生产。
方案二：
新切眼上口绞车硐室内安装JSD-30型主辅绞车、新切眼上口靠近采空区侧JSD-25型调向绞车→回撤原工作面前部刮板输送机机尾段→安装过渡支架往下2m处JSD-25型调向绞车→抽出原工作面过渡支架、倒数第四台端头支架→在抽出过渡支架原位置处安装一台基本支架→抽出原工作面倒数第三台端头支架、第二台端头支架→抽出工作面后部刮板输送机机尾大架、推移块、传动部、抬高槽→安装与原后部刮板输送机长度对应的五节刮板槽→安装第二台基本支架至原倒数第四台端头支架处→安装第三台基本支架至原倒数第三台端头支架处→抽出原工作面机尾最后一台端头支架→安装第四台基本支架至原倒数第二台端头支架处→安装第五台基本支架至原机尾最后一台支架处→回收原过渡支架往下2m处JSD-25型调向绞车→安装前部刮板输送机→完善供电、供液管路系统→工作面调试、试生产。
为避免支架抽出后空顶时间太长、顶板暴露面积太大引起顶板下沉导致安装基本支架时安装空间不够的问题，以上两种方案基本以“抽二加一”为原则，即抽出两台支架后及时在原位置处安装一台支架（机尾传动部长度为3m，如抽出时调向困难，则最多抽出三台支架）。
很明显，第一种方案与第二种方案不同之处在于抽出机尾最后五台支架的顺序上，即第一种方案为机尾五台支架自上而下抽出，第二种方案为机尾五台支架自下而上抽出。方案一自上而下抽出支架时，由于存在支架位置不好定位的原因，需要将抽出的前四台端头支架运送至工作面回风巷以外不妨碍支架车通过的地点。方案二自下而上抽出支架时，抽出一台可以直接安装到新切眼上口处与之前提前安装好的基本支架并列，不存在支架不好定位的问题、也不需要将支架运送至工作面回风巷以外，这样减少运输距离的同时节约了车辆使用费。
通过以上对比，方案二不论在现场施工的方便性与减少工程支出费用方面更胜一筹，据此我们确定了使用方案二为施工方案。
4 创造的经济效益
由于本工作面设计时，受本采区运输大巷保护煤柱制约，为提高煤炭这种在短期内不可再生资源的采出率，减少资源浪费，在开采初期工作面走向长度为300m、倾向长度为135m，回采300m后，工作面倾向长度增加70m至205m，由此可以计算出多采出的煤炭资源为： M=L×H×D×γ×C=300×8×135×1.3×0.93=420000（吨），式中：
L—工作面走向长度，m；
H—煤层厚度，m；
D—工作面倾向长度，m；
γ—煤层容重，1.3t/m3；
C—工作面煤层采出率。
按当前煤炭出售价格800元/吨计算，800×420000=330000000（元），即3.3亿元，由计算结果可知在提高煤炭回采率的同时创造的经济效益相当可观。
5 施工总结
工程结束后，本人认真分析及总结了此工作面回采300m后倾向长度增加至70m后的前期准备工作以及支架停止后设备回撤、安装方面的工序衔接，最初排定的工期为8天（其中支架调向硐室施工工期为3天、设备回撤安装工期为5天），而实际工期只用了6天时间，比预期提前了两天时间。
经过分析，前期由于考虑欠佳，提前施工新切眼时，没有考虑将新切眼向下延伸7.5m后直接将支架调向硐室一次性施工出来，这也导致支架停止后施工支架调向硐室时，需要人工攉煤，无形中增加了工人的劳动强度。反之则既减少了工人的劳动强度又可以节约施工支架调向硐室所需的3天时间，可谓一举两得。
6 结语
由于本工作面设计时，受本采区运输大巷保护煤柱制约，工作面回采300m后倾向长度增加至70m，经计算多采出煤炭42万吨，创造经济效益3.3亿元，效益相当可观，提高了煤炭这种在短期内不可再生资源的采出率。与此同时，如果提前将支架调向硐室施工出来可以缩短3天时间，在减少工人劳动强度的情况下可以适当缓解公司紧张的接续压力。
参考文献：
[1]中国煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2016.
[2]范志忠，毛德兵，徐刚，王东攀.大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析[J].煤炭学报，2016（03）.
[3]张东风，姜进楼.地表岩移规律与采煤工作面倾向长度关系[P].2010. |
