山西焦煤霍州煤電白龍礦平峒三采區(qū)隨著開采的不斷延深，地質(zhì)條件更趨復(fù)雜，無炭柱90個(gè)/km2，斷層54條/km2，小煤窯的蠶食破壞更趨嚴(yán)重，每個(gè)工作面的設(shè)計(jì)均由于復(fù)雜地質(zhì)條件或小煤窯破壞而多次改變，不僅給采煤生產(chǎn)技術(shù)帶來很大困難，而且直接威脅著安全生產(chǎn)。時(shí)逢集團(tuán)公司“技術(shù)裝備升級年”我礦全部淘汰高檔普采，實(shí)現(xiàn)了綜合機(jī)械化采煤，然而，怎樣才能在復(fù)雜地質(zhì)條件下使綜采的優(yōu)勢得到最大發(fā)揮，從而降低萬噸掘進(jìn)率，提高資源回收率，走出一條集約高產(chǎn)的道路。我們結(jié)合實(shí)際情況研發(fā)了一套復(fù)雜地質(zhì)條件下的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，并在11—306工作面得以實(shí)踐。
一、11#煤層頂?shù)装鍘r性及構(gòu)造情況：
1、三采區(qū)11#煤層情況：煤厚2.30—2.60m，平均厚度2.40m，煤層傾角2°—10°，煤層頂板為灰色泥巖厚度1.0m，其上為10#下煤，厚度0.7—1.0m，老頂為灰一灰白色細(xì)砂巖，厚度9—10m，煤層底板為粘土泥巖，厚度2.50m，煤層主節(jié)理320°＜80°，次節(jié)理262°＜83°。
2、地質(zhì)構(gòu)造情況：在每個(gè)工作面均存在正斷層5—8條落差H=1.2—2.3m，無炭柱2—4個(gè)，影響工作面15—45m不等。
3、水文情況：工作面水文地質(zhì)簡單，位于+520靜水位以上無水。
二、綜合機(jī)械化特殊技術(shù)的應(yīng)用：
1、機(jī)尾加支架的技術(shù)：
工作面掘進(jìn)時(shí)部分巷道利用原小煤窯巷道，正、付巷順槽不平行，安裝時(shí)保證機(jī)支到位在工作面推進(jìn)過程中需在機(jī)尾不斷地加支架，在11-306工作面得到推廣應(yīng)用。
1.1、11-306工作面情況：
11-306工作面由于原掘進(jìn)11-3062巷由原小煤窯巷道恢復(fù)整修，致使11-3062巷不與切巷垂直，形成曲線布置，工作面長度不斷變化，由初采115m推進(jìn)45m的逐步增加為135m，由135m推進(jìn)80m，增加為145m，由145m推進(jìn)67m，逐步減少為138m，由138m推進(jìn)50m，減少為135m，為便于頂板管理，在機(jī)尾掘進(jìn)過程中支架由77架增加為91架。
1.2、加液壓支架：
按照工作面的推進(jìn)度與工作面延長的關(guān)系，把所加支架提前放置于巷道指定位置，同時(shí)對支架進(jìn)行供液，形成完善的供液系統(tǒng)，支架到位后按標(biāo)準(zhǔn)升起初撐力達(dá)25Mpa以上，起到超前支護(hù)控制頂板的作用，當(dāng)工作面推到位時(shí)，把所加支架推移與原支架聯(lián)為一體，同時(shí)延長工作溜子。
2、機(jī)尾上高檔：
綜采工作面正規(guī)循環(huán)推進(jìn)，由于工作面長度不斷變化，致使工作面需在機(jī)尾上高檔輔助綜采推進(jìn)，此技術(shù)在11-306綜采工作面得到應(yīng)用。
2.1、11-306工作面情況：
當(dāng)工作面由初采115m71#架加支架到91#架135m時(shí)，工作面還需再推進(jìn)80m增加至145m，由145m推進(jìn)67m，逐步減少為138m，由138m推進(jìn)50m，減少為135m，為便于支架管理，在推進(jìn)過程中，從135m 至145m，工作面補(bǔ)加10m高檔。
2.2、高檔技術(shù)：
2.2.1、當(dāng)綜采推進(jìn)91#支架與工作面煤壁拉齊時(shí)，距支架外側(cè)0.3m架1對3.6m大π梁，對梁八柱邁步前移，當(dāng)91#支架距機(jī)尾煤0.45m時(shí)，在機(jī)尾煤壁距3.6mπ梁0.3m處架一對3.2π梁，對梁七柱未排加一根點(diǎn)柱。隨著工作面推進(jìn)，機(jī)尾繼續(xù)延長，每延長0.75m加設(shè)一對π梁，當(dāng)3.2mπ梁加設(shè)四對后，加設(shè)2.6m的長π梁，2.6m長π梁，對梁四柱末排加一根點(diǎn)柱。
2.2.2、當(dāng)91#支架與所加對梁距離不夠0.75m時(shí)，大于0.4m時(shí)，可補(bǔ)加2.6m單梁配合3根支柱維護(hù)頂板。
2.2.3、安全措施
① 高檔段全部鋪金屬網(wǎng)并在89#、90#、91#支架上壓網(wǎng)，采高降低為2.2m。
②支柱使用2.5m單體支柱全部穿鞋，確保支護(hù)強(qiáng)度≥11.5Mpa。
③高檔移梁步距1.2m，對梁間距0.25m，同步梁間距0.75m。
④距機(jī)尾50m外設(shè)一臺11.4kw絞車，用于拉機(jī)尾前移。$Page_Split$
3、綜采過小窯巷道
由于工作面內(nèi)部受小窯巷道的蠶食，在工作面正規(guī)推進(jìn)過程中，給頂板管理帶來致命的破壞，在11-306綜采工作面，我們總結(jié)出了一套行之有效的過小窯技術(shù)。
3.1、11-306綜采工作面小窯巷道情況：
在11-306綜采工作面形成后，內(nèi)部有小窯巷道總長823m，其中近似平行巷道447m，近似垂直巷道376m，小窯巷道內(nèi)支護(hù)混亂，頂板嚴(yán)重破壞，甚至有的小窯巷道沿10#下煤掘進(jìn)，由于小煤窯巷道在11-306工作面相互交叉，無序布置，無法調(diào)整工作面推進(jìn)時(shí)與小煤窯巷道的關(guān)系，只有在保持工作面正常推進(jìn)時(shí)，超前對小煤窯進(jìn)行治理。
3.2、小煤窯巷道的治理
3.2.1針對11#煤中小煤窯的情況，對其首先采用錨網(wǎng)梁支護(hù)，控制其完整性。
錨網(wǎng)梁支護(hù)要求：順原小窯巷道的頂板使用與小窯頂板貼緊，錨桿采用1.6m普通錨桿，桁架隨頂板的情況而變化，錨桿間距0.9m，排距1.0m。
3.2.2、當(dāng)工作面推進(jìn)時(shí)，對小窯巷道進(jìn)行第二次維護(hù)。
①通風(fēng)巷道超前20m加強(qiáng)支護(hù)
支護(hù)采用：1.2m短π梁配合2.5m單體液壓支柱進(jìn)行頂板平整處打兩排，中間留0.8m行人通道；頂板成拱型時(shí)，頂部用道木、板梁構(gòu)實(shí)，在巷道中部打一排單梁柱，柱距1.0m。
②獨(dú)頭巷道，超前6m加強(qiáng)支護(hù)
（支護(hù)要求同上）
3.3、液壓支架過小窯巷道
①支架過小窯巷道處超前移架
②在小窯巷道支架頂梁上端與工作面相垂直支設(shè)板梁，板梁另一頭用支柱支設(shè)，控制巷道頂板防止冒頂事故。
③在小窯巷口工作面兩側(cè)打貼幫柱不小于5m。
3.4安全措施
①小窯巷道處必須接頂嚴(yán)實(shí)，初撐力大于25 Mpa。
②貼幫柱齊全到位，初撐力311.5 Mpa。
③機(jī)組過小窯巷道必須專人觀察，前滾筒高度下降，嚴(yán)禁割支架頂梁。
三、效益分析：
原煤單價(jià)300元/噸，完全制造成本187元/噸，巷道每米成巷1100元/米。
1、機(jī)尾加支架：多出煤1719噸，少掘巷道45m，支架一次到位做起前，減少了延長支架的時(shí)間。
出煤創(chuàng)利潤：1719×（300-187）=19.4萬元
少掘巷道45m，減少投入45×1100=5.0萬元
共計(jì)19.4+5.0=24.4萬元
提高了循環(huán)率，累計(jì)節(jié)約工數(shù)為14×8-10=102個(gè)
2、機(jī)尾上高檔：
多出煤：3585噸，少掘巷道197m。
出煤利潤：2585×（300-181）42.6萬元
少掘巷道197m，減少投入197×1100=21.6萬元
共計(jì)64.2萬元
3、過小窯巷道：
第一維護(hù)錨網(wǎng)梁支護(hù)保證巷道的完整性，推進(jìn)時(shí)第二次梁柱維護(hù)確保了巷道頂板的可靠性，在正常推進(jìn)中，支架頂部沒有空頂，機(jī)組通過時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)漏頂情況，為工作面正規(guī)循環(huán)創(chuàng)造了有利條件。
4、主要創(chuàng)新點(diǎn)：
1、工作面推進(jìn)過程中增加綜采支架技術(shù)
機(jī)尾端頭支護(hù)：當(dāng)機(jī)尾支架外側(cè)距煤柱側(cè)1.3米時(shí)，在支架外側(cè)0.3米處架1對3.6m大π梁，對梁八柱邁步前移；當(dāng)機(jī)尾支架外側(cè)距煤柱側(cè)2.05米時(shí)，在支架外側(cè)0.3米處架1對3.2m大π梁，對梁七柱邁步前移，末排加一根點(diǎn)柱；當(dāng)工作面推進(jìn)再延長0.75米時(shí)，再加設(shè)1對3.2m大π梁。當(dāng)綜采推進(jìn)機(jī)尾支架與工作面煤壁拉齊時(shí)，把所加支架使用絞車倒拉配合液壓支柱推到位。
2、工作面推進(jìn)過程中減少（抽）綜采支架技術(shù)
按距離要求到位置首先在機(jī)尾段縮工作溜子一節(jié)，然后把所抽支架使用絞車?yán)浜弦簤褐е埔频窖b車平臺運(yùn)走，當(dāng)支架前移時(shí)，在所空的頂板上逐步打支柱。
3、綜采通過小煤窯破壞巷道的技術(shù)
首先采用錨網(wǎng)梁支護(hù)對小窯巷道維護(hù)，當(dāng)綜采揭露小窯巷道時(shí)再超前20米加強(qiáng)維護(hù)（非通風(fēng)巷道6米），工作面超前移架，并在機(jī)道支設(shè)貼幫柱。
5、結(jié)論：
通過對復(fù)雜地質(zhì)條件下綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的研究，先后分別在霍州煤電集團(tuán)白龍煤礦的11-306工作面、11-307工作面、10-311工作面和2-1020工作面得以推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。
