翟郭偉

(山西蘭花集團(tuán) 莒山煤礦有限公司，山西 晉城 048002)

煤炭一直是我國能源的主要組成部分，煤炭的開采主要有露天和井工兩種開采方式。大多數(shù)井工煤礦由于早期的“亂挖亂采”，導(dǎo)致同一煤層中形成多個“孤島”型的不規(guī)則工作面，若放棄這些工作面的開采，不僅會造成煤炭資源的浪費，還會給下分層煤層的開采造成“應(yīng)力集中區(qū)”[1]，因此客觀上要求必須對這些不規(guī)則的“孤島”工作面進(jìn)行合理的開采。但在開采過程中涉及到快速縮面、巷道支護(hù)等多項技術(shù)問題[2]，針對“孤島”開采國內(nèi)已有專家學(xué)者進(jìn)行了研究[2-4]，但因為各煤礦的地質(zhì)條件各異，因此所采用的技術(shù)手段也有一定的差異。本文以山西朔州蘆家窯煤礦8406工作面為背景，介紹了快速縮面的專項技術(shù)方案，以及實施過程中的具體技術(shù)措施，并對該項方案進(jìn)行了效益分析，在保障工作面安全回采的同時，為其他相似條件下工作面的回采提供了技術(shù)參考。

蘆家窯煤礦經(jīng)多年回采，4-2號煤層除8406工作面外已基本回采完畢，由于礦井早期開采無整體規(guī)劃，造成8406工作面區(qū)域約80多萬t的煤炭資源形成孤島局面，為最大限度地采出煤炭資源，技術(shù)人員將8406孤島煤柱工作面設(shè)計為先寬后窄的刀把型，目前該煤柱工作面即將開采完畢。

1 工作面概況

8406工作面位于礦井二盤區(qū)中部，南側(cè)為二盤區(qū)集中膠帶機(jī)道，北側(cè)為2008年采空區(qū)，西側(cè)臨近303面采空區(qū)和其他多個采空區(qū)，東側(cè)為8403采空區(qū)。工作面傾向長度里段132 m、外段87 m，走向長度743 m，其頂?shù)装迩闆r見表1。

表1 8406工作面頂?shù)装迩闆r

工作面采用ZF6200/18/32型支撐掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架83架，上下端頭各使用ZF6500/19/33型過渡液壓支架3架，共計6架。膠帶巷超前范圍安裝1組ZFT12000/19/33型端頭支架。配套SGZ764/400型前部刮板輸送機(jī)、SGZ800/630型后部刮板輸送機(jī)、SZZ800/315型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)各一部。

2 不等長工作面快速縮面

2.1 8406工作面縮面原因

因8406工作面為刀把式工作面，其里段傾向長132 m，外段520 m處傾向長度需縮短至87 m，才能進(jìn)行回采。

2.2 8406工作面縮面需要拆除的設(shè)備

需要拆除工作面ZF6200/18/32型支撐掩護(hù)式液壓支架26架，每架重量為21 t，長×寬×高=7 450 mm×1 430 mm×1 800 mm；需要調(diào)換ZF6500/19/33型過渡液壓支架3架，每架重量為22 t，長×寬×高=7 450 mm×1 520 mm×1 900 mm；需要拆除前部SGZ764/400型(中雙鏈)刮板輸送機(jī)溜槽26節(jié)，后部SGZ800/630型(中雙鏈)刮板輸送機(jī)溜槽25節(jié)。

2.3 8406工作面設(shè)備的拆除與安裝

1) 在工作面軌道巷合適位置穩(wěn)設(shè)爬車器并與軌道聯(lián)好，用不少于4根單體打壓柱，壓柱拴好防倒繩，并連接在頂板金屬網(wǎng)上，爬車器距頂板凈高不低于2.6 m。

2) 工作面縮前、后部刮板輸送機(jī)中間槽及機(jī)尾安裝順序為停電閉鎖—掐鏈—吐鏈—電機(jī)甩火—拆機(jī)尾電機(jī)、減速機(jī)—縮中間槽—裝車外運(yùn)—安裝機(jī)尾電機(jī)、減速機(jī)。

3) 新溜尾處穩(wěn)好絞車，前后部溜尾拉運(yùn)至適當(dāng)位置，等待安裝；從溜頭向溜尾用絞車將中部溜槽和鏈條逐節(jié)拉到爬車器處，并進(jìn)行裝車。

4) 支架拆除及安裝：首先抽出61號、62號支架，然后在61號、62號支架后方各打“#”字型木垛，并由溜尾抽出89號過渡架布置在原61號支架位置；依次抽出63號、64號支架，然后在63號、64號支架后方各打“#”字型木垛，并由溜尾依次抽出88號、87號過渡架布置在原62號、63號支架位置。由溜尾抽出85號、86號支架作臨時掩護(hù)支架，依次從溜尾向溜頭方向抽出84號～65號等需要拆除的中間支架。每拆除一架，須及時用單體液壓支柱配合鉸接頂梁打扶兩排走向棚支護(hù)原支架空間頂板，排距0.8 m，柱距1.2 m。至最后一架，采取打木垛替代掩護(hù)支架的方式支撐頂板的方法預(yù)留好安全通道，將工作面所有支架全部抽出。

5) 利用調(diào)向滑輪牽引支架。

6) 拉支架前，先將支架抽出一個前后立柱的長度(后立柱到下一支架前立柱的位置)并旋轉(zhuǎn)90°調(diào)向。

7) 迎頭支架拉移后，掩護(hù)支架及時移架并升足勁，待撤支架拉一架掩護(hù)支架挪移一次。

8) 拖運(yùn)支架前必須對現(xiàn)場進(jìn)行安全確認(rèn)；拖運(yùn)過程中發(fā)現(xiàn)支架有歪倒、鉆底現(xiàn)象或阻力較大時，必須及時停機(jī)掛滑輪調(diào)整，滑輪可掛在支架前探梁上。

2.4 8406工作面設(shè)備、支架裝車

1) 準(zhǔn)備好完好的專用平板車，將支架高度收縮到最小狀態(tài)，用絞車將平板車運(yùn)送到裝車器處，把平板車用專用銷子與裝車器聯(lián)好；并用木料把平板車墊好，防止裝車時車輛掉道。

2) 用JSDB-16雙速回柱絞車將支架拉上爬車器，并用單體輔助調(diào)正支架。

3) 支架裝車后及時清理浮煤雜物，支架工負(fù)責(zé)將裝車時支架尾梁、立柱、側(cè)護(hù)板、前探梁的千斤頂全部收緊，收緊后支架寬度不得大于1 500 mm，降柱后支架高度不得高于2 000 mm，以防支架超高，造成外圍運(yùn)輸困難。

2.5 8406工作面支護(hù)及回料

1) 迎頭支護(hù)。支架抽出后用單體支柱、鉸接頂梁及時在老塘側(cè)至少打兩排抗山支護(hù)柱，間排距分別為1.2 m、0.8 m，每棵單體必須升足勁，并基本保持與頂板垮落后的巖體曲面垂直且?guī)в?～5°的退山角，防止動壓推倒支柱。當(dāng)連續(xù)拆除支架后，采取4～5排單體液壓支柱配合鉸接梁對剛拉出支架空間的頂板進(jìn)行及時支護(hù)。

2) 工作面及材料道回料。工作面支架拆除、安裝過程中，要及時對切眼內(nèi)的鉸接梁、單體進(jìn)行回收。回料時，先從外向里整改不正規(guī)的支柱，然后再由里向外回料，嚴(yán)格執(zhí)行先支后回的原則，回料時保證后路暢通。

3 工作面經(jīng)濟(jì)效益分析

為綜合研究8406孤島工作面開采的經(jīng)濟(jì)效益，對開采后可采出煤炭資源量、前期投入成本、利潤等進(jìn)行了估算，見表2。

表2 8406采煤量

1) 8406工作面可采儲量。從表2可以看出，開采面積為86 594 m2(不含巷道出煤)，可采出煤炭量為75.8萬t，巷道出煤量為3.1萬t，合計可出煤78.9萬t。噸煤綜合平均售價按330元/t計算，總收入26 037萬元。

2) 8406工作面回采成本，見表3。

表3 8406工作面采煤成本單位：元/t

3) 8406工作面巷道掘進(jìn)成本。8406綜放工作面走向長度為743 m，縮面處橫貫長度為40 m，工作面切眼長度為132 m、切眼寬度為普通巷道寬度的2倍，所以巷道總長度為1 790 m。掘進(jìn)成本為411.7萬元，見表4。

表4 8406工作面掘進(jìn)成本

4) 8406工作面設(shè)備安裝、拆除成本。8406工作面運(yùn)輸、安裝費用(包括釘?shù)?、安裝絞車、支架、煤機(jī)、前后溜子、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶及試運(yùn)轉(zhuǎn))180萬元，后期拆除費用165萬元。合計安裝、拆除費用345萬元。

5) 8406工作面回采效益。8406工作面可采煤炭量為75.8萬t，巷道出煤量為3.1萬t，合計可出煤78.9萬t。噸煤綜合平均售價按330元/t計算，總收入：78.9萬t×330元/t=26 037萬元。8406工作面回采成本為：132.32元/t×78.9萬t=10 440萬元；掘進(jìn)成本為：1 790 m×2 300元/m=411.7萬元；安裝、拆除成本為：180萬元+165萬元=345萬元。8406工作面合計成本為11 196.7萬元。8406孤島工作面回采效益為：26 037萬元-11 196.7萬元=14 840.3萬元。

5 結(jié) 語

首先，8406為刀把子工作面，生產(chǎn)中實現(xiàn)了安全、高效縮短工作面施工工藝，取得了較好的效果，提高了資源回收率，對特殊條件下不等長工作面的快速縮面技術(shù)進(jìn)行了一次有益探索，并積累了豐富的經(jīng)驗。其次，拆除過程中的支護(hù)方式安全可靠，保證了工作面正?；夭?。