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摘 要： 工作面回收工期長是制約煤礦高效生產的主要因素之一，大采高綜采工作面雙通道回撤技術在煤炭生產中的應用越來越重要，本文主要分析了棗泉煤礦110201大采高綜采工作面采用雙通道快速回撤的特點，從回撤通道的設計入手，介紹了工作面的雙通道回撤技術。
摘 要：工作面回收工期長是制約煤礦高效生產的主要因素之一，大采高綜采工作面雙通道回撤技術在煤炭生產中的應用越來越重要，本文主要分析了棗泉煤礦110201大采高綜采工作面采用雙通道快速回撤的特點，從回撤通道的設計入手，介紹了工作面的雙通道回撤技術。
關鍵詞：大采高；綜采工作面；雙通道；快速回撤
Abstract: The coal mining face recovery period length is one of the main factors of restricting the coal mine production efficiency, large mining height fully mechanized coal mining face double channel withdraw technology is more and more important in the coal production, this paper mainly analyzes the characteristics of the Zaoquan coal mine 110201 large mining height fully mechanized coal mining double channel rapid retracement, from the back remove channel design, introduces the coal mining face double channel withdraw technology.
Key words: large mining height; fully mechanized coal mining face; dual channel; rapid retracement
中圖分類號：F407.21 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
隨著我國煤礦開采技術的高速發(fā)展和采掘機械化程度的迅速提高，大型煤礦推出了百萬噸乃至數百萬噸的大型綜采工作面。高產工作面的出現(xiàn)，致使工作面的采高大幅度加大，綜采配套設備日益趨向于大型化，工作面推進速度不斷攀升。因此，這就要求綜采工作面的搬家倒面時間越來越短，如何實現(xiàn)工作面回撤的高速化成為了煤炭行業(yè)工程技術人員亟待解決的問題。
1.回撤技術的現(xiàn)狀
我國能源結構主要以煤炭為主，當前煤炭市場需求快速增長，高效綜采已經成為能源開發(fā)技術重要的競爭領域。綜采工作面的回撤逐漸成為了影響綜采高效的主要因素之一。綜采工作面的設備回收是一項工序繁瑣，勞動組織復雜，勞動強度大的重要工程。綜采工作面設備的回收主要由回撤通道的設計和布置，設備的回撤組織，設備的拆卸等環(huán)節(jié)組成。回撤工藝的選擇主要是回撤通道的選擇，而回撤通道的設計主要取決于煤層地質條件。我國煤炭資源分布較廣，煤層的地質條件數西北地區(qū)較好。受地殼運動、大氣降水等因素影響，東北、西南及東南地區(qū)的地質條件相對較差。
1.1雙通道回撤的應用
神華寧東礦區(qū)位于西北能源金三角，煤層賦存條件好，地質構造少，頂底板巖層穩(wěn)定性好，寧煤集團的棗泉煤礦作為寧煤集團第二大主力生產礦井，緊緊把握時代脈搏，2011年在110201綜采工作面回收期間，開始采用雙通道回撤技術進行工作面的回撤，并且取得了很大成功。
1.1.1工作面的概況
棗泉煤礦110201綜采工作面主采煤層為二號煤，工作面走向長2976m，傾向長305m。工作面煤層平均厚度8.2m，采高5.5m，工作面沿煤層傾向布置，采用走向長壁綜合機械化采煤方法進行開采。
1.1.2工作面煤層及頂底板特性
煤層厚度6.9～9.5m，平均8.2m左右，變異系數6%，屬穩(wěn)定煤層，煤層厚度變化不大，結構簡單，煤質為黑色，半暗淡型，參差狀斷口，瀝青絲絹光澤，下部有一層0.05-0.15m厚的夾矸，以炭質細砂巖為主。煤層傾角：6.0?～10.0?，平均8.0°。
二煤直接頂為炭質泥巖，厚度為3.2m；老頂為細粒砂巖，厚度為24.1m。直接底為粉砂巖，厚度為3.9ｍ，老底為細粒砂巖，厚度為5.8m。
1.1.3工作面水文和地質構造情況
110201工作面涉及兩個含水層，處于一煤層上部的第Ⅲ含水層〔直羅組（七里鎮(zhèn)砂巖）裂隙孔隙層間承壓水〕，屬于孔隙裂隙層間承壓水，是回采期間的主要出水水源。預計本工作面的正常涌水量為120m3/h，最大涌水量240m3/h。
根據三維地震勘探報告及已施工巷道所揭露的實際情況，110201工作面內有DF14、DF15、DF16、DF12、DF13、DF8、F34七條斷層，其中DF8斷層為三維地震勘探斷層其余斷層均為巷道實際揭露的斷層。各斷層特性見表2。
表2地質構造概況表
斷層名稱走向(°)傾向(°)傾角(°)性質落差(m)對回采的影響程度
F14N36°EEW72°正斷層4.0此斷層為11201膠帶巷及輔助運輸巷掘進期間實際揭露斷層，對回采影響極大。
F15N25°EEW62°正斷層12.0此斷層為11201皮帶巷及輔助運輸巷掘進期間實際揭露斷層，對回采影響極大。
F16N48°EEW65-78°正斷層2.8-9.2此斷層為11201回風巷（揭露9.2m）、膠帶巷及輔助運輸巷（揭露2.8m）掘進期間實際揭露斷層，對回采影響極大。
F12N70°ESN47°正斷層2.3此斷層為11201回風巷掘進中實際揭露斷層，對回采影響較大。
F13N13°EEW60-90°正斷層5.0-6.8此斷層為11201回風巷（5.0m）、膠帶巷及輔助運輸巷（6.8m）掘進期間實際揭露斷層，對回采影響極大。
F34N13°EEW45°正斷層0.5-2.9此斷層為西主斜井和西回風斜井掘進期間實際揭露斷層，預計對回采影響極大。
DF39N66°ESN27°正斷層5此斷層為三維地震勘探斷層，預計對回采影響較大。
1.1.4回撤通道的設計
根據棗泉煤礦110201大采高綜采工作面巷道布置，設備布置，以及工作面的推進度。采用輔助運輸巷與風巷多通道回撤方式，機巷回撤與工作面回撤同時進行。110201綜采工作面回撤通道設計位于二煤中，按中線沿二煤底板掘進，底煤最大厚度不超過300mm。
110201工作面主、副回撤通道設計為矩形巷道。巷道設計掘進寬度為4700mm，掘進高度3900mm，掘進斷面積18.33 m2；凈寬度4600mm，主回撤巷道混凝土鋪底厚度250mm，凈高度3600mm，凈斷面積16.56m2。巷道頂板選用型號為Ф22×2500 BHRB500號螺紋鋼錨桿支護，矩形布置，間排距為750×900mm；巷道北側幫部選用型號為Ф20×2000 BHRB335號螺紋鋼錨桿支護，南側幫部選用Ф16×1600mm圓鋼錨桿支護，矩形布置，間排距為900×900mm。
1.2回撤工藝
1.2.1 回撤設備
110201工作面回撤設備有：采煤機一臺，179臺液壓支架，刮板運輸機一套以及所有從移動變電站到開關再到設備電機的供電電纜，工作面供液、噴霧系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)及工作面照明系統(tǒng)及其附件。
1.2.2設備回撤路線
①采煤機運輸路線：110201工作面→主回撤通道→110201風巷→+1283車場→緩坡斜井→地面。
②1#聯(lián)絡巷以上刮板機溜槽、電纜槽及刮板鏈回撤路線為：110201工作面→主回撤通道→110201風巷、1#、2#、3#聯(lián)絡巷→副回撤通道→1283車場→緩坡斜井→地面。
③1#聯(lián)絡巷以下刮板機溜槽、電纜槽、刮板機機頭→主回撤通道→110201膠帶運輸機巷→110201輔助運輸巷→緩坡斜井→地面。
④皮帶機、電氣列車回撤路線：110201機巷→110201輔運巷→+1225m車場→緩坡斜井→地面。
⑤皮帶機運輸路線：110201輔助回收巷→110201風巷→1283車場→緩坡斜井→地面。
回撤工期歷時28天，相比工作面擴端面法節(jié)約了大量生產時間，間接創(chuàng)造經濟價值8300多萬元。回撤通道采用了錨桿、金屬網和錨索聯(lián)合支護的支護方式，與常規(guī)支護相比減少了1800棵單體支柱和600根π型鋼梁的使用，結余支護材料費150萬元。同時，減少了支護材料的回收等環(huán)節(jié)，大大的降低了勞動強度。
2.雙通道回撤的優(yōu)越性
（1）回撤通道的頂板采用錨帶網和錨索聯(lián)合支護，保證安全的基礎上，節(jié)省了回撤材料 和時間，對本礦或者其它礦井的工作面回撤具有一定的指導意義。
（2）采用雙通道回撤，大大提高了回撤工效，節(jié)約了大量的人力、物力，經濟效益顯著。
（3）采用雙通道回撤，回撤機械化程度大幅度提升，無軌膠輪車、大型鏟板車等現(xiàn)代化的機械設備充分運用。
3.雙通道回撤急需解決的問題
大采高綜采長壁工作面開采后，冒落帶高度隨采高的增大而增大。煤層上方若賦有堅硬巖層，當采高較大時，垮落的直接頂巖石往往不能填滿采空區(qū)，而在堅硬巖層下方出現(xiàn)較大的自由空間。折斷后的老頂巖梁往往難以形成“砌體梁”式平衡，其在回轉運動的過程中往往對下位巖層和工作面支架形成沖擊荷載及工作面前方的煤體中形成較高的支撐壓力，并在工作面引起強烈的周期來壓。因此，大采高綜合工作面老頂來壓更為劇烈、局部冒頂和煤壁片幫現(xiàn)象更為嚴重，煤壁片幫深度隨采高的增大而增大。回撤通道斷面積大，頂板壓力相對較大，通道頂板支護難是雙通道回撤急需解決的難題。
4.雙通道回撤的發(fā)展趨勢
我國煤炭資源分布較廣，煤層的地質條件數西北地區(qū)較好。受地殼運動、大氣降水等因素影響，東北、西南及東南地區(qū)的地質條件相對較差。我國大部分礦井受地質條件限制，工作面回撤依然采用的是工作面擴斷面法工藝來進行回撤。隨著回撤通道支護技術的不斷發(fā)展，薄煤層、多構造煤層的工作面回撤也將改良回撤通道的設計，逐步采用雙通道乃至多通道方式進行工作面回撤。
5.結束語
雙通道回撤是我國實現(xiàn)高產高效工作面回撤的發(fā)展方向。隨著采煤技術的進步，近年來我國厚煤層開采裝備與技術取得了長足進展，處于國際領先水平。回撤技術也取得了不小的發(fā)展，神東公司的輔助多巷道回撤技術已取得了跨越式的發(fā)展，寧煤集團的雙通道回撤技術也日趨成熟。但是隨著開采煤層厚度和開采條件惡劣程度的增加，回撤工藝也帶來了一些急需解決的新問題，如提高回撤功效、回撤設備配套選型、回撤通道支護困難等，在今后的煤炭開采實踐與研究過程中，一定要加強對這些問題的研究，從而推動我國煤炭工業(yè)走向嶄新明天。
參考文獻：
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