不規則綜采工作面回采實踐與探索一、項目簡介該項目所屬科學技術領域為采煤專業，主要研究內容為不規則綜采工作面回采過程中存在的問題及應對措施。不規則綜采工作面在回采過程中存在較多問題，通過超前采取針對性的預防措施，均能實現工作面的安全回采，為以后類似工作面的回采積累了豐富的實踐經驗，同時使工作面設計更加靈活，在復雜地質條件下能夠一次回采，最大限度地減少工作面轉換次數，降低生產成本，增加原煤生產時間，提高勞動效率。二、項目詳細內容1、立項背景四采區3上煤層為上行開采煤層，地質條件復雜，斷層密度大。受SF174斷層（H=020m）、SF79斷層（H=09m）及HF40斷層（H=09.5m）斷層影響，同時為了減少工作面轉換，43上07工作面設計為一個不規則的工作面。工作面分為南段、轉彎區及北段共三段。北段推進長度442.5m，凈面長由150.4m縮短至82m，其中正常推進段長度355.5m，縮面段推進長度87m；轉彎區面積為：2225m2；南段推進長度682m，凈面長由143.5m縮短至65.1m，其中正常推進段長度425m，縮面段推進長度257m。工作面巷道布置如圖一所示該工作面為上行開采工作面，受3下煤層采動影響，工作面頂板完整性差，頂底板巖性為泥巖及粉砂巖，裂隙發育，遇水易膨脹；工作面推進北段時需撤除支架及運輸機溜槽，通過轉彎區時需旋轉回采及與第二切眼對接，推進南段時需撤除支架及運輸機溜槽。針對以上事件，需制定科學合理的預防措施，確保工作面安全回采。2、詳細科學技術內容2.1 工作面及兩順槽頂底板管理受上行開采影響，3上煤層頂板完整性較差，頂板較破碎。工作面生產過程中針對頂板破碎區段采取追機移架或拉移超前支架并伸出伸縮梁以及時對空頂區域頂板進行支護，當工作面出現局部冒頂時，采取在支架頂梁上方聯單層金屬網并在頂梁上方沿工作面傾向布置工字鋼進行支護。工作面過斷層時，根據斷層層位及落差情況，及時采取提剎刀措施進行層位控制。由于所揭露斷層均為正斷層，且頂板破碎，為防止工作面出現局部冒頂事故，工作面采取沿斷層上盤的煤層截割，沿斷層下盤煤層底板截割，盡量不截割煤層頂板。由于工作面頂底板為泥巖及粉砂巖，裂隙發育，遇水易膨脹，巷道底板極易出現底鼓變形，為解決這一問題，采取在巷道底鼓段加強支護，即使用1.0m一字梁配合單體液壓支柱沿巷道中線進行支設，有效減少頂底板移近量。2.2 工作面縮面工作面北段推進355.5m后輔順與工作面呈75夾角，即隨著工作面的推進，工作面面長變短，為此需要撤除機尾部分的支架及運輸機溜槽，根據計算，工作面每推進 m需撤除1組支架及1節運輸機溜槽。為了加強工作面撤除液壓支架后對頂板的支護管理，工作面超前支護改為工字鋼棚支護，工作面機尾5組支架上方聯雙層金屬網，并在機尾4組支架上方使用傾向工字鋼。隨工作面推進，當運輸機機尾與不才幫距離不滿足安全出口要求時，拆除1節運輸機溜槽及支1組支架，利用二切眼內的落地絞車拖出。撤除溜槽施工工序：利用單體液壓支柱配合木板將機尾10組支架前的煤幫腰實，清理運輸機前的浮煤；拆除運輸機正常槽兩側的啞鈴銷，并將該節正常槽至機尾方向的支架推移連接裝置拆除；掐開運輸機上刮板鏈，利用單體將機尾4節偏轉槽及伸縮機尾向機尾方向移動，使正常槽與偏轉槽間留出能夠掐開底刮板鏈的間隙，將底刮板鏈掐開；將該節正常槽吊出，接上底刮板鏈，然后使用單體將4節偏轉槽及伸縮機尾向頭方向推移，直至與運輸機正常槽對接，安裝啞鈴銷；將多余的刮板鏈裁掉，接上上刮板鏈；連接支架推移裝置，將工作面多余的電纜勻至工作面煤幫前，開機試運轉。撤除支架施工工序：掐開機尾端頭支架與工作面支架的架間管線，連接臨時供回液管路；在機尾端頭支架側的工字鋼下補支單體液壓支柱，降下支架，利用絞車將支架拖出；在支架原支護區域的工字鋼下支設單體液壓支護。2.3工作面旋轉回采工作面北段縮面回采后，機頭位置距離二切眼25.8m，此時工作面與二切眼呈18斜交，為使工作面順利與二切眼對接，工作面需進行旋轉回采，2.3.1旋轉比例由于工作面北段縮面后，工作面機尾推進至輔順轉彎處，此時工作面與第二輔順呈108斜交，旋轉回采時，若機尾推進過多，采煤機將無法割通機尾，若機尾推進過少，將不利于工作面機尾段的頂板管理，同時運輸機容易向機尾方向下滑。綜合考慮，確定機頭推進29.5m，機尾推進7.35m，即按照4：1的比例調整，機頭推進4排，機尾推進1排進行組織生產。2.3.2機頭頂板管理工作面旋轉回采期間，由于工作面設備總長度一定，隨著機頭的旋轉，工作面面長逐步加大，運輸機及支架將向工作面面里方向移動，最終運輸機無法與轉載機正常搭接，采煤機無法割通煤幫，機頭空頂面積加大。為解決這一問題，在工作面旋轉回采過程中，當運輸機與轉載機無法正常搭接時，在運輸機機頭添加1節正常槽，保證采煤機順利割通機頭煤幫；提前在機頭4組支架上方聯雙層金屬網，并按照1.0m的間距使用傾向工字鋼，當機頭端頭支架向工作面面里方向移動造成機頭端頭空頂面積加大時，將機頭2組端頭支架向機頭方向調整，增大端頭支架間距，減少機頭端頭的空頂面積。當端頭支架間距大于1.0m時，在支架間的傾向工字鋼下支設單體液壓支柱以加強支護，直至工作面推進至二切眼位置。旋轉回采期間工作面設備布置示意圖2.4工作面對接2.4.1轉載機拉移工作面與二切眼對接，需將轉載機經第二膠順整體拉移至第一膠順，然后后退至二切眼前。由于工作面膠帶輸送機配有轉彎裝置，所以需先將皮帶轉彎裝置拆除，為轉載機拉移讓出通道。為減少施工工序，轉載機拉移時，第二膠順內的皮帶隨轉載機向前拉移，疊放到第一膠順內的皮帶上，轉載機通過轉彎點后，利用自移裝置后退至二切眼前。2.4.2設備對接工作面轉載機拉移的同時，對接工作面刮板運輸機及支架。具體施工工序為：拆除運輸機機頭及偏轉槽，將其靠煤幫放置，為二切眼內的支架安裝留出通道；調整機頭端頭支架間距至正常值，將二切眼內放置的支架托運至機頭端頭安裝，實現支架的對接；將二切眼內放置的運輸機正常槽托運至第二膠順內，