1、2042023 年第 2 期7302 工作面多重复杂条件耦合影响下安全管控方案研究陈 虎 侯本猛 刘学勇（兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿，山东 菏泽 274705）摘 要 针对赵楼煤矿 7302 工作面大采深、向斜、大倾角等多重复杂困难条件，对工作面支护参数、液压支架状态、围岩状况进行了全面分析，提出了补强支护、调整液压支架立柱偏差、改变截割方式等综合管控措施，保证工作面安全、高效回采。关键词 综采；支护；安全；管控中图分类号 TD823.97 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.02.070Research on Safety Managemen
2、t and Control Scheme Under the Coupling Influence of Multiple Complex Conditions in the 7302 Working FaceChen Hu Hou Benmeng Liu Xueyong(Zhaolou Coal Mine,Yanzhou Coal Heze Energy and Chemical Co.,Ltd.,Shandong Heze 274705)Abstract:In view of the multiple complex and difficult conditions such as lar
3、ge mining depth,syncline and large dip angle in the 7302 working face of Zhaolou Coal Mine,the support parameters,hydraulic support state and surrounding rock condition of the working face are comprehensively analyzed.Comprehensive management and control measures such as strengthening support,adjust
4、ing column deviation of hydraulic support and changing cutting mode are put forward to ensure safe and efficient mining of the working face.Key words:fully mechanized mining;support;safety;management and control收稿日期 2022-06-09作者简介 陈虎（1978），男，山东济宁人，2011 年毕业于山东科技大学采矿工程专业，本科，工程师，现从事赵楼煤矿采掘管理技术工作。陈 虎等：73
5、02 工作面多重复杂条件耦合影响下安全管控方案研究陈 虎等：7302 工作面多重复杂条件耦合影响下安全管控方案研究企业管理与科学发展赵楼煤矿 7302 工作面平均埋深-881.56 m，地质条件复杂，工作面斜长大、倾角大，运输机上窜下滑控制困难，机尾过破顶全岩区段端头顶板管理难度大，轨道顺槽低洼点防治水复杂，给工作面的安全、高效回采带来影响。1 概况7302 工作面为七采区西翼首个回采工作面，工作面采用刀把式布置，面长 155/295/233.7 m，推进长度 202.8/800/377.5 m，平均煤厚 6.7 m，可采储量272.5 万 t。工作面 1#切眼长度 155 m，高差 20.8
6、 m，扩面位置处高差 51.4 m；2#切眼长度 140 m，高差33.4 m，扩面位置两巷整理高差 84.8 m。如图 1。轨道顺槽受姚庄向斜影响，前 200 m 巷道走向度数变化较大。轨道顺槽前 100 m 俯采，巷道走向-10-16。轨道顺槽回采 30 m 后，端头逐渐揭露顶板岩石，且岩石厚度逐渐增大；回采 55 m后轨道顺槽端头进入全岩区段（影响推进 55 m），此区段巷道底板距离煤层顶板最大 1.9 m，岩石硬度大。轨道顺槽通过姚庄向斜轴部后开始仰采，100200 m 处，巷道走向 015，巷道逐渐揭煤，推进至 112 m 后进入全煤巷道。图 1 7302 工作面 1#、2#切眼布置
7、示意图2052023 年第 2 期陈 虎等：7302 工作面多重复杂条件耦合影响下安全管控方案研究陈 虎等：7302 工作面多重复杂条件耦合影响下安全管控方案研究运输顺槽推进至扩面位置前整体仰采，走向016。7302 两巷 0200 m 区段巷道剖面对比图如图 2。图 2 7302 两巷 0200 m 区段巷道剖面对比图（m）1#切眼初采时工作面平均倾向角度 7.2，运输顺槽仰采角度最大达 16，轨道顺槽前 110 m 俯采，俯采角度最大达 20，工作面倾向角度逐渐增大。回采至 120 m 时，工作面平均倾向度数达20.6，局部达到 30，此时两巷落差 57.1 m。通过姚庄向斜轴部后轨道顺槽
8、转为仰采，最大仰采角度达 18，扩面时工作面平均倾向角度 18。2 综合管控方案1-22.1 端头顶板管理方案2.1.1 轨道顺槽端头支护方案轨道顺槽端头支架距离巷道非采帮 3 m 以上，随工作面两顺槽落差增大，工作面斜长变大。为保证机头侧正常搭接，机尾侧端头支架距巷道非采帮逐渐增大，端头顶板破碎，制定补强支护方案：（1）机尾端头面前施工锚杆，使用钢带将双层金属网固定在锚杆上，确保机尾联网质量。（2）机尾端头施工锚杆、网后，端头支架每排上工字钢棚，同排工字钢搭接不少于 0.4 m，使用双股 8#铁丝固定不少于 2 处，确保支护整体性。（3）机尾端头金属网至支架尾梁后，将机尾端头倾向顺平，调整端
9、头支架间距为 100200 mm，减小端头末号架与巷道非采帮间距。（4）机尾端头增加支架前，在末号架侧支设双排单体加强支护，并在端头支架切顶线处支设双排密集支柱。（5）机尾端头确保至少一组支架支设在巷道内，以加强端头支护。（6）轨顺端头增加支架方案：将增加的正常支架转运至 7302 轨道顺槽内组装，组装前调整好支架方向，支架方向与工作面支架一致。支架组装完好后使用千斤顶和 34 mm 链环配合将支架向采空区方向拉移，拉移至最后一组顺槽支架时，若后移宽度不足，则将顺槽支架整体向前拉移，空顶区域临时支设单体液压支柱，支柱排距 1.6 m，每排支设 3 棵。顺槽支架向前拉移 8 m 后，将新加支架向
10、非采帮侧挪移，以不影响前部运输机推移和原支架拉移为准。新增加支架挪移足够距离后，使用千斤顶将增加支架与非采帮侧顺槽支架连接在一起，并整体向后挪移顺槽支架和增加支架，使增加支架与 91#架平齐。根据工作面斜长变化情况，机尾随后继续进行增加支架。2.1.2 运顺端头支护方案（1）调整工作面上窜下滑，确保机头 1#架至少1/3 宽度在巷道内，以加强机头三角区的支护强度。（2）机头 1#4#架每排联双层金属网，工作面金属网与巷道顶网搭接不少于 0.5 m，与巷道金属网搭接处扣扣相连。（3）机头每排上 4 m 长工字钢两根，一根上在顺槽支架与1#架上方，另一根在1#与2#支架上方。工字钢探出顺槽支架不少
11、于 0.5 m，并使用双股 8#铁丝将其固定在巷道顶网上，固定点不少于 2 处。机头每排两根工字钢搭接不少于 0.4 m，搭接处使用双股 8#铁丝固定不少于 2 处。2.2 防歪架管控方案受姚庄向斜轴部影响，两顺槽落差逐渐增大，工作面倾向角度增大至 21，工作面支架存在歪架风险，制定以下管控方案：（1）在移架过程中利用底调千斤顶和侧护千斤顶及时调整支架状态，保证支架平直。（2）严格控制工作面采高 3.23.4 m，保证截割顶底板平整，液压支架接实顶底板，保证支架初撑力，防止支架下滑。（3）拉移支架时采取擦顶移架法，坚持少降快移。支架与顶板应接触严密，并经常进行二次补液，保证初撑力达到规定要求。
12、工作面局部片帮掉顶、梁端距超过规定时，应及时拉移超前支架。（4）调整好支架间距，确保支架间距不超过100 mm。支架间距过大时，及时使用侧护板进行调整。（5）工作面机尾端头 10 组放平倾向坡度，增加机尾段支架的稳定性，防止上部支架下滑、歪倒。（6）采取由机尾向机头方式单向移架，拉第一架时，必先调整好方向和倾斜度，为下一支架拉移调整好合理的移架空间，移架后升实达到初撑力。（7）机尾端头增加支架后，适当调大机尾端头支架间距，使机尾末号架靠紧非采侧巷帮，为工作面支架提供可靠的支撑点。2.3 运输机控制方案推进至姚庄向斜轴部前，两巷高差逐渐增大，2062023 年第 2 期最大高差为 57.1 m，
13、制定控制方案如下：（1）工作面上窜下滑控制主要以调整支架立柱偏差为主，以单向推溜为辅。（2）两顺槽高差在 35 m 以下时，不再使用调斜的方法控制工作面上窜下滑；两顺槽高差超过 35 m 后，逐步增大超前距，但最大超前距不超过 10 m。（3）3 月份工作面处于两顺槽高差增速最快区域，需动态调整运输机始终处于“上窜”趋势，确保斜长增加时运输机机头搭接合理。此阶段支架立柱偏差控制 140 mm 左右。如图 3。图 3 支架立柱偏差与运输机上窜下滑关系图一（4）4 月后工作面推过姚庄向斜轴部，两顺槽高差变化较小，支架立柱偏差平均值在 110 mm 以下。35 月运行轨迹表明支架平均立柱偏差大于10
14、0 mm 时，工作面持续“上窜”，平均立柱偏差小于 70 mm 时，运输机开始“下滑”。做出调整支架立柱偏差 1 d 后，运输机开始改变滑行方向。两顺槽超前距始终控制在 4 m 内，通过调整支架立柱偏差可以快速控制运输机上窜下滑。如图4。2.4 防治水工作工作面回采期间正常涌水量 5080 m3/h，最大涌水量 120 m3/h。工作面轨道顺槽低于运输顺槽，所有淋涌集中在姚庄向斜轴部处外排，方案如下：（1）集中排水点配套排水设备排水能力不小于 240 m3/h，4 台 BQW100-110-75 排水泵正常使用，实现双电源供电、双回路排水。（2）轨道顺槽距 1#切眼 110 m 至 660 m
15、 敷设2 路 219 mm 排水管路，距 1#切眼 1260 m 至七采回风巷下段敷设 2 路 219 mm 排水管路，全长2990 m。应急情况下顺槽内 108 mm 管路、159 mm 制冷管路均可作为排水管路使用。（3）从机尾安设两路 8 寸自流水管，施工两道清淤堰，专人清理。集中排水点加强清淤，确保集水池内淤煤动态清理干净。（4）为防止积水淹机尾电机，扩大排水点集水池范围，安排专人及时清挖。（5）工作面电机、减速器冷却水集中收集，利用管路引至排水点外排，减少生产水携带煤泥。（6）轨道顺槽机尾非采帮侧预埋排水管，通过挖水沟或打堰的方式将采空区涌水引至预埋的排水管内，避免采空区涌水携带煤泥
16、。图 4 支架立柱偏差与运输机上窜下滑关系图二2.5 轨道顺槽过岩石巷道工作面在推进30 m后，开始揭露顶板粉细砂岩，55 m 后，机尾全部揭露粉细砂岩，岩石普氏系数为f=78。提前更换硬岩截齿，减小一次性截割深度，并及时更换截齿；调整割岩区段支架不超过采高 3.2 m，减少割矸量，最大限度避免放震动炮。如图 5。图 5 7302 轨道顺槽 0300 m 区段巷道剖面图3 结语（1）通过理论分析和现场实践证明，工作面机尾侧端头支架距离非采侧巷道帮部小于 2 m，对端头顶板维护较为有利。（2）采煤工作面大倾角回采，两顺槽超前距始终控制在 4 m 内，通过调整支架立柱偏差可以快速控制运输机上窜下滑。（3）通过降低采煤机截割矸石厚度和高度，能够大幅度降低设备损耗，并且不影响推进速度。【参考文献】1 王保齐.深井煤层大巷矿震发生机理及防治研究J.煤炭技术，2020，39（03）：5-8.2 贠东风，刘柱，程文东，等.大倾角支架底调机构应用效果分析 J.煤炭技术，2015，34（05）：230-233.
