大隆矿东三705综采工作面边采边延面工艺实践

张庆林

铁法能源公司大隆矿 辽宁 调兵山 112700

1 前言

东三705工作面位于东三采区的北侧，东侧以东三703回顺阶段保护煤柱和DFE3-1断层为界；西侧以F13号断层为界；南侧以东三七层大巷保护煤柱为界；北侧以F6号断层为界。为了多回收边角煤炭资源，将本工作面设计成边采边延面。本工作面所用支架为ZY6800/15/35型液压支架重量达到21吨，利用液压缸拉移支架，实现支架自移就位，采用边采边加方法，增加支架68组，比一次性延面采煤多回采煤炭27万吨，实现了安全、快速、高产高效的开采工艺成果。

2 方案的实施

2.1 支架就位设计计算 东三705工作面初采调角后回顺开始进行边采边加，面长由197m逐渐增至300m，共计边采边加支架68组。按照回顺中心线与工作面走向中心线所成夹角计算回顺所加支架的具体位置。

2.2 加架装置 该施工工艺利用1800mm行程液压缸配合Φ30×108mm圆环链连接机尾支架与就位支架，将两者支架框架连接牢固，利用液压缸伸缩原理将就位支架拉移至指定位置，使用支架侧护板或者使用液压单体调整就位支架角度，将所就位支架与工作面支架角度一致。把支架调整到合理位置，提高了就位支架的稳定性。

2.3 延板装置 利用1个替棚底拉缸与支架推移框架固定来蹬靠运输机，底拉缸行程1800mm，按照加板数量可操作1至2个循环将运输机蹬开1.8m-3.6m。然后安装新中部槽，最后利用机尾液压马达使运输机链条紧链将机尾对接。

2.4 加架延板流程 加设支架及机尾三角区顶板维护:环加设支架液压管路→利用单体或液压缸将支架调靠至机尾指定地点→观察顶板状态→视情况架设抬棚或打单体点柱支护顶板→原木棚下加强支护。

延板流程:掐运输机上链→拆除上下帮哑铃销子、挡煤板、销排等连接件→摘机尾13架支架连接头→蹬机尾→掐运输机底链→吊运中部槽→放置预留板缝位置→接运输机底链→对接机尾→上好销排、挡煤板、哑铃销子及连接头等→接好上链。

3 方案评价分析

3.1 安全生产方面

3.1.1 操作方法方面 采用边采边加方案，工作面可以实现正常回采，使用液压缸从根本上解决了原用回柱绞车就位支架时使用钢丝绳拉拽的运输方式，也取消了人力悬挂起吊滑轮的作业工序，作业人员操作片阀可以实现远方操作，极大降低了施工的危险性，给职工安全带来了可靠保障，真正做到了本质安全，另外使用液压缸蹬运输机摒弃了以往使用多颗单体的方法，人员操作简便，使用单体不易掌握尺度，但使用液压缸根据行程可以控制好具体参数，此方法使用安全可靠，即提高了劳动效率，又减轻了人员体力。

3.1.2 超前支护形式方面 以往使用一梁四柱单体木棚支护形式，计算单体支柱实际支撑能力:Rt=kgkzkbkhkaR=(0.91×0.85×0.8×0.95×0.8)×250=117(kN)

式中 Rt—— 单颗支柱实际支撑能力。kg—— 工作系数，取0.91。kz—— 增阻系数，取0.85。kb—— 不均匀系数，取0.8。kh—— 采高系数，取0.95。ka—— 倾角系数，取0.8。 R—— 单体支柱额定工作阻力，kN。

按支护设计(20m范围内架设一梁四柱单体木棚，棚距1000mm)，超前支护应支护单体数量为84颗，由此可知使用单体木棚支护形式支撑能力:84×117=9828(k N)

当回顺执行边采边加支架时，超前支护20m范围内至少布置2组待加支架和24颗单体点柱，其对顶板的联合支撑能力为:

R联=R1+R2 =kgkzkbkhkaRz×2+Rt×24=(0.91×0.85×0.8×0.95×0.8)×10000×2+117×24=12214(k N)

式中 R联——支架与支柱联合支撑能力。 R1—— 支架支撑能力。R2——支柱支撑能力。Rz——支架额定工作阻力，k N。Rt——单颗支柱实际支撑能力。

经过核算，边采边加联合支护方式的实际支撑能力12214k N远大于超前支护单体木棚支护方式实际支撑能力9828k N，使用超前支护边采边加联合支护方式对顶板支护强度更加可靠。

3.2 劳动工效方面 若采用边采边延面方法采煤，掘进期间掘出一个斜边巷道比一次性延面掘进2个直角边巷道长度少掘进673米，按每天进尺10米计算可节省67天时间，掘进673米巷道需要下料、运料、铺铁道等环节很多。另外，支架安装需要安设回柱绞车，并铺设38kg/m铁道673m.综上所述，采用边采边延面方法采煤可节省人力、物力，操作安全性高，同时节省很多工序，极大提高了劳动效率。

3.3 效益增收方面 3.3.1 采用边采边加方案，工作面递增，多回收煤炭27万吨。由于东三705工作面煤质较好，发热量可达到4900卡/克，直接经济效益非常可观，按利润80元/吨计算可增收效益:

270000×80元=2160万元

3.3.2 采用边采边延面可节省材料:金属网180捆、6800根锚杆、700根锚索、铁道673米、所配套托盘、螺母、锚固剂等，可节省运费、材料费近150万元。

3.3.3 采用边采边加方案，可节省掘进巷道67天工时，按30人，200元/工计算，可节省300×200×67=40.2万元。

4 结束语

东三705综采工作面实现了重量达21吨ZY6800/15/35型液压支架边回采边加设，采用此工艺能够保质保量完成回采工作，多回收煤炭27万吨，资源有效回采带来巨大的经济效益，为类似工作面回采提供了宝贵经验。