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1 9 9 6 年第 1 期 对拉工作面采煤的应用 - } 一 f 。 对拉工作面采煤 的应用7 2 歹 白水 煤 矿范 京道 摘要通过对对j 孟 I作面采煤在 白水煤 矿 1 1 3 3 1 1 I作面应用效果的分 析 ，探 讨 7对拉 I锥面 采煤的适用条件、 优点和应采取 的主 要技 术措施 ， 并总结 j应用对拉 I作 面 采煤 的主 要 经 验 。 主题词对拉 I作 面 采煤应 用 对拉工作面采煤， 是我国一些矿井在煤 层倾角较小 、 顶板较好 、 赋存稳定的煤层 中较 为普遍 应用的、 行之有效 的一种布置方式 。 与 目前普遍 采用的单一 长壁采煤 法相 比， 对拉 面采煤具有生产集中， 掘进率低、 回收率高、 占用设备少、 效益好等优点 在 目前实行合理 集中生产建设高产高效矿井的新形 势下， 重 新研究对拉工作面采煤具有重要酌意义 。我 矿 先 后 在 I I 3 3 1 l工 作 面、 1 1 3 5 1 0工 作 面、 l 1 3 5 1 l工作 面等 七个工 作 面应 用对拉 面采 煤， 取得了较好的效益， 摸索出TI C 拉面采煤 的一些经验 下面结合 1 1 3 3 1 1 对拉工作面的 回采， 及其我矿的应用作以总结 、 探讨。 戎 层 里 柱轼嘲 岩性描谜 号 序 霹 7 2 0 0 耋 敷邑 中 蜘 j ’ 崩 ． 科 牲 ． 雪 s 培} 壹 山 2 2 舯 毅； E 岜 慷 挹描． 西 3 】 4 9 一 蒜a o { 0 ， 5 t o 0 7 4 氲 4 l 舢 袭纛拦泥 台 有艟糟记辐 5 1 ． 0 0 晨冀 岜耢砂岩 图 1 ] 1 3 3 2 1对 拉工 怍面堞层 柱状图 l 1 1 3 3 1 1工作面概况 1 1 3 3 1 1工作 面位 于 1 1 3采 区的南 部。 挈 1 l 3 3 0 9工 作 面之 南， 采 区边 界 以西 ， 斜 2 5断 层 以北 ， 4 3 6石 门 以 东。工 作 面 走 向 长 度 6 6 0 m， 倾斜长度 1 8 0 m。该面为一单斜构造 ， 掘进过程中遇到三条较_大断层， 对回采影响 较大。 该面水文地质简单， 掘进过程中局部顶 板出现淋水 。3 煤平均厚度 1 ． 4 9 m 采高 1 ． 4 ～1 8 m、 煤层倾角 5 。 ～1 2 见图 1 。 1 1 3 3 1 1 对拉工作面原设计为两个工 作 面 ， 即 1 1 3 3 1 1和 1 l 3 3 1 3工 作面 ， 1 1 3 3 1 1工 作面倾斜长度 9 0 m， 1 1 3 3 1 3 工作面倾斜长度 8 0 m， 区段煤柱 1 5 m。3 1 1 工作面溜子巷与皮 带集中巷每问隔 9 0 m掘一联培巷。 两个面地 质储量 2 3 7万吨 。在完成 了皮 带集 中巷和 3 1 1 工作面外段回风巷后， 根据采掘接续情 况和合理集中生产的要求 ， 主要考虑到 3 1 3 工作面靠近斜 2 5 断层 ， 工作 面平均倾斜长 8 0 m， 3 1 1工作面 回采 后 ， 顶 板水必然 流 入皮 带集 中巷和 3 1 3工 作面 ， 给 3 1 3工作 面正 常 回采带来困难 同时 3 1 1工作面回采后 带 集 中巷将受采动压力影响失修严重。且 3 1 3 工作面为一走 向 6 6 0 m 倾斜 8 0 m 的狭 长工作 面。因此 9 1年 9月矿决 定改变原 设计方案 ， 将 1 1 3 3 1 1工作 面与 I 1 3 3 1 3工怍 面合并 为 1 1 3 3 1 1 对拉工作面。 上面博斜长 1 0 5 m， 下面 倾斜 8 O re, 地质储量 2 3 ． 7万吨， 可采储量 2 0 万吨 见图 2 、 3 。 维普资讯 蒲 白科技 1 9 9 6年第 1 期 图 2 1 1 3 3 1 ]和 1 1 3 3 1 3 工作面原设计示童圈 2 对拉工作面采煤的效果分析 图 3 1 1 3 3 1 ] 对拉面回采示童图 产和经济效益 。 我矿 采煤 四队从 9 2年 9月进入 l 1 3 3 1 l 对拉面 炮采 ， 使 用 DZ一1 8 0 0单 体液 压支 柱 配合 } 玎 J A一1 0 0 0型铰 接顶梁支护 ， 端 头缺 口及超 前支 护使 用 HDJ S 一1 0 0 0型双 楔 顶 粱 上、 下面配备 S G W--4 0型刮板运输机 ， 至 9 4 年 4 月份 3 1 1 工作面回采结束， 充分显 示 了对拉 面采煤 的的优越性 。 1 1 3 3 1 1工作 面采 用对 拉 面采 煤 少掘 煤 巷 6 0 0 r n降低了掘进率 ， 缓解采掘接续， 节约 资 金 1 5万元 减步煤 柱 损失 、 多 回收煤 炭 2 万 t ， 提 高 了 回收率 } 便于灵 活组织 生 产、 提 高了对事故的应变能力} 减少了设备占用台 数 ， 便 于设备 的维修 、 管 理 提 高了工 作面 单 1 1 3 3 1 ]对拉面与单一面布置经济指标对比衰 对拉面 单一面 对 拉／ 单一 目 ＼位 ＼ 9 0 00 6 0 0 0 1 5 0 产 量 T， 月 I 8 o o I o o o o 。1 4 8 目采工效 T／ 工 6 4 1 O 回采事 9 7 8 9 1 0 9 掘进事 米 1 万吨 I o 5 1 3 a ． 7 7 8 设备台鼓 台 6 I 2 5 0 3 对拉工作面采煤的主要技术问题 3 ． 1恰 当地 确 定 I 作 面 长 度 工 作面倾斜 长度是对 拉工 作面的重 要参 数。加大工作面倾斜长度是提高工作面单产 维普资讯 1 9 9 6 年第 1 期 对拉工作面采煤的应用 的重要条 件 ， 但工 作面长度 又受许多 因素 的 制约。 3 ． 1 ． 1 煤 层倾 角 煤层 倾角小 ， 溜子负荷轻 ， 易于布置较 长 的工 作面 I 煤 层倾角 愈大 ， 就 要缩 短工作面 长 度 。煤层 倾角超过 1 5 。 不宜于布置对拉 面。 3 ． 1 ． 2 地 质 构 造 地质构造 愈复 杂 ， 顶板愈破碎 、 愈难布置 较长 的对 拉面。 我矿 5 煤顶板大多属 I 级 l 类 ， 即直接顶中等稳定 ， 老顶来压不明显 I 3 煤属 l 级 I 类， 即直接顶不稳定、 老顶来压明 显。且我矿处于渭北煤 田断裂构造集 中发 育 地段 ， 工 作面顶板一 般来说 比较 破碎 。 工作面 可能 被断层 切割成两块 或几块 ， 有 些工作 面 顶板有淋水现象 。这就决定 了我矿布置超过 g 5 0米 长 的工 作 面 相 当 困难 ， 因此 1 1 3 3 1 1 、 1 1 3 5 1 0 、 1 1 3 5 1 1三 个对 拉面 长度 均按 2 0 0 m 左右 布置 。 3 ． 1 ． 3 运输 条件 刮板运输机的有效铺设长度对工作面长 度起决定 作用 。 我矿 目前普遍采用 s Gw一4 0 型溜子运输 ， 有效铺设 长度 1 0 0米 。 加之煤层 沉积 过 程 中底 板 波 状 起 伏 ， 单 面 长度 超 过 1 0 0米要安装双机 ， 且 负荷 较大 。而集中运输 巷运输 能 力小 ， 也 显示不 出加大工 作面长度 的优越性， 今后要装备大功率刮板运输机， 象 S GW 一 1 5 0型 、 s GW 一1 8 0型 。 3 ． 1 ． 4 通风 条件 通风条件对工作面长度有很大影响 尤 其在高瓦斯矿井中， 风量充足、 设旌完善工作 面 长度可适 当加长 。而通风状况差就影响工 作面长 度 ， 我 矿属 低 瓦斯 矿井 、 通 风条 件 尚 可， 对 工作面长度影 响不大 。 3 ． 1 ． 5管理 水 平 工 作面 加 长 ， 对 采 面工 程质 量、 劳动 组 织 、 生产技术管理提 出了更高 的要求 ， 也要求 干 部、 职工有较高 的素质 。 根据 采煤 队队伍现 状 ， 具有管理 2 0 0 m 长工作面的能力。 综 合以上五个因素分析 ， 我矿 3 煤对拉 面 长度上 面 以 9 0 ～ 1 1 0 m 为宜 I 5 煤 中布置 对 拉 面 上 面不 能 超 过 9 0 m， 下面 以 8 0 m 为 宜 。 3 ． 2’合理 的 I 作 面 错 距 对 拉面 采煤 ， 同时推 进 的上 下工 作面应 保持一定的安全距离， 一般将下面超前， 这样 既 可把上 工作面采空区涌水 和液 压支柱 卸载 排 出的液体引入到 下面 采空区 ， 也利 于平 巷 机尾和端头的维护。但错距大小以利于顶板 管理和减少上、 下两面间相互影响为原则。 错 距过丈滞后面将受超前 面采动压 力的影响 ， 顶扳管理 困难 。 集 中运输维护更加 困难 } 错 距 过小 ， 两个面生产互相影响 ， 也不利于发挥 对 拉面生产的灵活性 。 我矿 3 煤周期来压步距 8 m． 由于上 下面来压不同步 ． 两面错距超过 8 米后上面将受下面周期来压的影响， 端头压 力增大 ， 易发生顶板事故 。 在 1 1 3 3 1 1工作面 ， 当两面错距超过 7 术时 ， 上面端头顶板切开， 出现与推进方向几乎平行的台阶下沉， 顶沉 量 5 0 0 mm， 支柱压入底板中或压损， 煤壁片 邦 ， 此处放预 相当困难危 险。根据现场总结 ． 最大错距不能超过 6 m。 而最小错距也不能小 于 g m， 因 4 0 T 藩子机 头 带 电机宽度 1 ． 4 m， 上下面机头同时搭接在平巷溜子上， 既相互 影响 ， 又无 人行道 。因此 3 煤 工作面合理错 距 2 ～ 5 m。 3 ． 3 合 理 解 决 对 拉 面 的 通 风 问 题 对 拉面采煤通 风方 式很 多 ， 有 中间巷进 风 ， 两端 巷 回风 ， 的 “ 单进双 回式” I 有两 端巷 进 风， 中间巷回风 的“ 双进单 回式” I 有下风巷 进风 ． 上风巷回风的“ 单进 单回式” I 还有下风 巷进风 中间巷辅 助进 风 ， 上风巷 回风的“ 上行 式 ” 等。几 种通 风方式 各有利 弊 ， 根据我矿通 维普资讯 l 0 蒲 白科技 1 9 9 6年第 i期 风 系统的具体情 况 ， 在 l 1 3采 区的几个 对 拉 面都采用 丁“ 上行 式 通风 。 总进风量 3 0 0 m ／ r a i n， 使上 下两面 处于 良好 的通 风状况 ， 满足 丁安全生产要求 。 3 ． 4加 强 集 中运 输 、 上 下 面 端 头 处 支 护 、 保 证其呈 良好状 态。 集中运输平巷既要运送上、 下面采出的 煤 ， 又是两个面交 汇处 ， 控顶面积大。同时上 面端 头处又 受下 面采 动压力影 响， 此处 是应 力集 中区域 。根据西 德埃森公 司采矿研 究中 一b对 回采空 间周 围压力分布研 究 两个 回采 空 间衔接 的拐角处 应力值 最高 。他们研 究的 一 个 开采深度 为 i 0 0 0米 ， 具体实 例表 明 两 个 回采 空 间拐角处应 力值 约增 加到 原应力垂 直应力的七倍 ， 有 时甚至更 大 。对拉 面上 、 下 面可视为两个 回采 空间 。 因此 ， 端头及运输平 巷机 尾处顶扳管理是对拉 面管理 的难点和重 点， 既要保证有合理的支护空间， 又要有足够 的强度 。 在 1 1 3 3 1 1 工作面 采用单体支柱配合 双楔 顶粱 支护端头和 作超 前支护 ， 下面缺 口 滞后四捧支柱 ， 排距 0 ． 5 m。平巷切顶排比上 面切顶捧滞后 0 ． 5 m， 其 目的保证两机头上方 无悬 空粱， 切顶排采用密柱、 戗柱等特殊支 护 ， 取得 良好支护效果 。 此外还要积极推广新工 艺 、 新技术 。 加强 质量管理、 严格标准化要求。 加大采 区煤仓储 量， 避免运输卡脖子。 强化管理 ， 落实责任， 充 分发挥对拉面生产的优势 。 4 经验与体会 4 ． 1 对拉面采煤在 1 1 3采 区得到 广泛应 用， 在 回采 1 1 3 3 1 I工 作 面 的 基 础 上 又布 置 丁 1 1 3 5 1 0对拉工 作 面。该面 位于 1 1 3采 区东 翼 ， 走 向长度 3 5 0 m、 倾斜 长度 1 5 0 m， 可采 储 量 1 4 ． 7万吨 。位于两条正断层 之间， 断距 分 别为 H≥ 7 米 、 H≥ 6 米 。外段有几 条小断裂 、 顶板 裂隙淋水 ， 断层导水 ， 该面条件与 3 l 1 工 作 面有相似之处 。布置两个面不仅要 留设煤 柱 ． 而 且工作 面倾斜长度仅为 7 0 m， 是一狭长 工 作面 ， 上面 回采后采 空区捅水必 然导人 下 面 造 成 回采 困难 ， 布 置 对 拉 面 ， 少 做 煤 巷 4 0 0 m， 多回收煤炭 1 ． 1万 t ， 且使 5 1 0 工作 面 顺利回采。9 4年 4月采四队进入 5 1 0对拉 面 ， 沿 直接顶 回采 ． 支护采用 D Z--2 5 0 0单体 支柱配合 HD J Ai 0 0 0 型金属顶粱、 端头采 用单体支 护配 合四对八 根长 梁和密柱 、 戗柱 、 丛柱特殊 支护 ， 取得较好支护效果 。至 9 5 年 5月回采结束 ， 平均 月产 1万吨 。总结 5 1 0 工 作面 回采经验， 5 煤上下面合理 错距 2 ～ 4 m 。 4 ． 2 加大工 作面走 向长 度和倾 斜 长度是提 高工作面单产措施之一。 在煤层倾角较小 、 赋 存 稳定 、 顶扳较好 ， 具有 大功率 运输 、 劳 动力 充足 的条件下要优先布 置单 一长壁工 作 面。 而遇到 类似 3 l 1 、 5 1 0这样 条件 的工 作面 处 于两断层之间， 倾斜长度 2 0 0 m左右， 无大功 率运 输机 ， 单 一布置 回采 困难 或 浪费资 源的 情况下， 就要采用对拉面采煤， 可以取得较好 效益 。 根据蒲 白矿 区地质构造和装备 水平 ， 笔 者认为在蒲白矿区应 用对拉面 采煤有现 实意 义 。 4 ． 3 对拉面集 中运输平巷 、 上 下面端头处压 力集 中、 控顶面 积大 ， 设备 多是对 拉面 咽喉 ， 是管理难点重点。此处的管理要选派责任心 强技术素质高的同志， 落实承包， 保证此处处 于 良好支护状态 ， 为生产 创造条件 。 4 ． 4 对拉面采煤较单一面管理复杂 对生产 技术 管理和职工 素质要求高， 在倾 角超 过 1 5 ， 顶板破碎的煤层不宜采用 。 维普资讯