3101综采工作面回采过程存在问题总结

3101综采工作面回采过程存在问题总结

3101综采工作面于2010年11月开始试生产，到2012年3月初完成末采及搬家工作，目前3102综采工作面已正常生产。在3101工作面回采工作中，各方面均暴露出了一些问题。为更好的指导3102工作面生产，增强生产过程的科学性和安全性，提高经济效益，特对3101工作面回采过程中存在的主要问题进行分析总结，具体内容如下：

一、3101综采工作面概况

3101工作面回采侏罗系中下统延安组（J1-2y）3号煤层，本工作面位于3煤组中上部，全区发育，全区可采，煤层自然厚度1.05～9.70m，平均4.18m，可采厚度1.05～9.20m，平均4.02m。该煤层结构简单，不含到含1层夹矸,夹矸位于煤层上部，夹矸厚度一般小于0.50m。煤层层位较稳定，厚度变化不大，在东南部较厚，而向西逐渐变薄，规律较明显。3101回采工作面走向全长2713m，工作面长度300m。

（1）采煤方法

工作面采用大采高综合机械化采煤方法，一次采全高。采用自然跨落法处理采空区顶板。工艺流程：割煤→推溜（装煤）→移架，端头斜切进刀，双向割煤。

（2）配套设备

采煤机为MG900/2210-WD型双滚筒采煤机，基本支架为ZY-10800/26/55型二柱掩护式液压支架166架，过渡支架为ZY-10800/26/55G型二柱掩护式过渡支架4架，端头支架为ZY-10800/26/55D型二柱掩护式端头支架6架，刮板运输机为SGZ-1000/3×855双中链输送机，转载机型号为SZZ-1200/525，破碎机型号为PLM4000，带式输送机型号为DSJ140/300/3×560，辅助运输设备为防爆无轨胶轮车。

（3）巷道布置

3101工作面由1条辅运顺槽、1条胶运顺槽、1条回风顺槽和切眼构成采煤系统；3101辅运顺槽、3101胶运顺槽通过运输通路与辅运大巷联通，兼做进风巷道。3101回风顺槽通过3101辅助回风巷与回风大巷相连通，为回风巷道。

（4）支护形式

3101各顺槽均采用锚索-锚网联合支护。锚杆间排距900×1000 mm，其中采帮采用Ф20×2400mm玻璃钢锚杆，非开采帮采用Ф20×2400mm螺纹钢锚杆。锚索间排距2000×2000mm，采用Ф15.24×7300mm钢绞线。工作面采用液压支架支护，超前支护段使用戴帽单体液压支柱。

（5）劳动组织

3101工作面前期采用“三八”制作业制度，每班作业8h，一个圆班由2个生产班和1个

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检修班组成，每天检修6h。后期为提高产量，缩短检修时间，采用“四六”制作业制度，一个圆班由3个生产班和1个检修班组成，每天检修4h。

二、回采技术指标分析

（1）3101工作面回采初期沿3-1下煤层推进，推进800m后，3-1上与3-1下煤层合层，两分层间有0.3~0.5m厚夹矸。工作面沿上分层顶板推进，为保证顶板完好，及防止采空区浮煤自然发火，只留200~300mm顶煤。下分层煤厚3.8~5.1m，只回采2.4~2.6m厚，造成丢底煤严重，回采率低。

（2）3101综采工作面平均采高5.0米，受顶板起伏及煤层构造影响，需对工作面采高进行局部调整，一次调整周期为5~10刀。在调整采高阶段，工作面采高4.5~4.8米。总体来看，3101综采工作面采高变化不大，对回采率影响较小。

（3）受煤质、淋水、夹矸、漏顶等多方面因素的影响，我矿原煤发热量较低。强化原煤煤质管理，降低水分、灰分，确保发热量，是保证原煤正常销售的关键。3101工作面回采过程中，采高控制、顶板管理、排水等方面均暴露出了一些问题。在今后工作面的生产中，应将煤质管理作为一项重要工作内容来考核，一是要严格控制好工作面采高，尽量避免割顶、割底现象的发生；二是要加强顶板管理，杜绝掉顶、漏矸，必要时留上一定厚度的顶煤；三是严格控制生产用水，合理控制煤机、液压支架、各煤流转载点喷雾降尘用水量及设备冷却用水量；四是加强工作面排水，杜绝拉水煤；五是加强综采工作面零杂物管理，杜绝进入煤流生产系统。

三、矿压显现规律分析

3101综采工作面为首采工作面，缺乏矿山压力显现及预测资料，为确保安全生产，建立矿压资料，对3101综采工作面进行了矿压观测，并通过对矿压数据分析总结出本矿矿压显现规律，以求为指导生产提供可靠依据。

（1）综采工作面矿压显现分析

初次来压步距37.5～40.8m，影响范围5.8m。受机头超前影响，初采期间工作面压力分布为下部及中下部高于上部和中上部。

周期来压步距15～24.8m，平均19.7m。工作面压力分布为中部及中上部大，两端小。 结合矿压观测数据和实际效果，为应对工作面顶板来压，首先必须加强采煤工作面上下顺槽、上下出口的管理。采煤工作面上下顺槽必须保证规定的断面和高度，凡有顶板剧烈下沉及空帮空顶处必须及时处理，距工作面25m范围内必须有超前支护。应经常检查采煤工作面上下两口的支护情况，支护方式、支护密度必须符合作业规程的规定。其次是要加强采煤工作面管理。严禁空顶作业，所有支架必须架设牢固，及时拉动支架并打好护帮板，有效控制顶煤冒落和煤壁片帮。顶板悬顶距离超过作业规程规定时，必须停止采煤，采取人工强制

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放顶措施。三是周期来压时要采取好应对措施。必须保证综采支架初撑力符合作业规程要求，且要紧跟采煤机追击作业，及时打好护帮板，防止片帮落煤。同时应适当提高推进速度，并加强支护，保证端头支护质量，必要时两端头要密集支护。

由于3-1煤层煤质较硬，莫氏硬度达到2.5左右，且煤层构造少，煤体完整性较好，煤体容易出现应力积聚。回采过程中煤壁易发生崩煤、片帮现象，对工作面施工人员的安全构成威胁。在工作面工作时，必须佩戴好各种防护用品，及时处理片帮隐患，杜绝空顶作业，保证自身安全，尤其在端头和支架前作业时更应注意。

（2）工作面液压支架运行状况分析

工作面各部位支架工作阻力分布沿面长方向（工作面不同部位）变化较大。工作面10#、46#、83#、119#、164#支架循环工作阻力大部分小于额定工作阻力，主要分布在15～40MPa之间，可见所选支架总体上是比较富裕的。但个别支架的循环末阻力最大值却占到了额定工作阻力的105％，这说明工作面有时来压较为剧烈，来压动载系数较大，来压时支架工作阻力达到甚至超过额定工作阻力。同时，在现场因立柱安全阀质量问题导致损坏较多，由于缺乏备件，现场经常使用堵头封死安全阀接口，导致部分支架工作阻力超过额定工作阻力。总的来说，该类支架在工作阻力上限的选择基本合理，但在工作面来压时应做好支架的管理和检修工作。

（3）末采阶段矿压显现分析

工作面末采阶段前，工作面完成一次周期来压，截止2012年2月13日夜班，工作面除下部有部分压力升高的迹象，其他大部分区域无明显矿压显现。但由于工作面距主回撤通道距离已平均不足10m，期间煤柱已经失稳，造成工作面顶板、煤壁较破碎，煤壁片帮较严重。

随着工作面继续推进，从工作面下部至上部矿压逐渐开始显现，液压支架工作阻力升高。工作面中部及下部支架工作阻力于2012年2月14日中班达到立柱安全阀卸载压力（45MPa），工作面上部于2012年2月15日中班工作阻力达到安全阀卸载压力。中部、下部超前上部出现矿压显现的主要原因为工作面机尾超前，下部与主回撤通道间煤柱尺寸较小，更早失稳。

工作面中、上部于2月15日中班前后分别出现剧烈压力显现。根据现场情况来看，2012年2月15日中班，综采工作面已全面贯通探巷，部分区域已与主回撤通道贯通。整面煤柱完全失稳，主回撤通道顶板下沉量急剧增大，主回撤通道内垛式支架下沉，单体液压支柱折断率在85%以上，工作面支架出现大范围泄压，支架下沉剧烈。截止回撤工作开始前，工作面顶板高度低于主回撤通道顶板高度0.3～0.7m，造成工作面回撤施工困难。

造成这种现象的原因主要有两个。其一，工作面在末采阶段前刚刚完成一次周期来压，末采阶段工作面继续推进，进入下一来压周期。截止末采阶段结束，工作面最后一次周期来

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压来临。其二，主回撤通道巷宽5.5m，工作面最大控顶距5.58m，贯通后形成11～12m宽的开挖空间，工作面顶板由来压后形成的砌体简支梁长度加倍，造成顶板岩体内拉应力相应增大，加上周期来压对工作面顶板的影响，顶板整体性被破坏，顶板出现切落式破坏。

总体来说，末采阶段矿压显现明显，应对支护效果进行重点分析，必要时修改支护方案，确保末采的安全进行。

四、通防系统存在问题分析

（1）通风系统稳定性存在漏洞。王家塔煤矿井下掘进工作面数量多，巷道贯通频率高，部分贯通点因为运输、行车原因无法构筑通风设施，只能构筑临时风障控制漏风，漏风量大。此外，井下各施工单位对通风设施保护意识薄弱，长期存在擅自拆除、破坏、移动通风设施的现象，造成井下通风系统不稳定，综采面风量屡次受到影响。因此，在矿井正常生产中，首先应合理安排各条巷道的接续，以保证通风系统简单、合理、易调整。同时，应宣传“大通防”观念，加强施工单位之间的沟通，明确通防责任，理顺对通防违章现象的处罚通道，杜绝随意破坏通风设施的现象。

（2）上隅角CO浓度长期处于报警值附近，频繁超限。3-1煤层为不粘煤，变质程度低，缓慢氧化的过程中CO生成量大。在通风、回采正常情况下，上隅角CO一般在20～24PPM之间。如果风障吊挂不合格、推进速度变慢、风量不稳定，CO会快速上升至60～100PPM之间，甚至更高。同时，3101回风顺槽CO传感器也开始超限报警。CO浓度超限不仅对员工身体产生不利影响，还因为监测监控数据与煤炭局联网，已受到多次关注。在3102面生产中，除保证正常通风外，应及时、正确吊挂风障和导风帘，瓦检员应重点检查上隅角气体，发现异常立即汇报，并采取措施进行处理。此外，行车、烧焊对CO浓度升高影响较大，应根据实际情况对行车数量进行控制，并严格烧焊程序，确保不因CO浓度超限影响正常生产。

（3）防灭火措施执行不到位。3-1煤层为容易自燃煤层，在3101面回采过程中，原煤仓、排矸场、3101机头溜煤嘴均出现过煤炭自燃现象，因发现及时得到了处理。3101面末采结束封闭采空区后，密闭内气体检查结果也表现出了自然发火的迹象，在连续注氮后得到抑制。上述问题虽没有造成严重影响，但对我们在防灭火方面投入不足敲响了警钟。在今后的工作中，应将注浆、注氮、喷洒阻化剂等防灭火工作常态化，切实执行起来，要保证设备、管路可靠，随时都能投入运行，同时也应加强防火密闭检查，防患于未然，将火灾隐患消灭在萌芽中。此外，井下防爆车辆的使用和烧焊的普遍性，使火灾发生点可能出现在任何地方。所以，应以提高抗灾能力为目的，提前制定各种地点出现火情后的救灾方案，预先构筑防火门、常开风门等通风设施，完善消防材料和管路，加强车辆和烧焊管理，以满足反风和灭火的需要。最后，建议将煤样送至专业机构进行自燃发火试验，确定我矿自然发火束管分析数据指标，从而更好的指导自然发火预测工作。

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（4）3101工作面采空区防火密闭规格不一。最初的2道密闭为500mm墙体填充500mm砂浆，3#密闭开始填充1000mm砂浆，为减少漏风，从4#密闭开始在上部填充300mm罗克休泡沫。从8#密闭开始，将填充材料改为4m黄土。末采后，封堵采空区的密闭均填充1000mm混凝土，上部注入300mm罗克休泡沫，墙体外部再喷上300mm厚的砂浆。在3101工作面回采过程中，发现防火密闭除个别抹面层压酥掉落外，未出现明显质量问题，对于出现隐患的密闭也及时进行了加固处理。结合实际应用效果，并考虑密闭施工工期、原材料获取、强度、密封性等因素，确定防火密闭统一规格为：顶槽深300mm，底槽和帮槽深500mm，墙体厚度500mm，中间填充1000mm混凝土，其中上部填充300mm罗克休泡沫，最小喷浆厚度300mm，墙体上预留措施管、观测管和反水管，并铺设束管进行检查。

（5）末采时工作面风量不稳定，瓦斯浓度升高。末采时，因车辆运输和安装设备列车需要，拆除了辅回撤通道的挡风墙，同时因为主回撤通道4条探巷的影响，造成工作面风量急剧减少，上隅角瓦斯一度上升到3%，对搬家工作造成了严重的影响。经过总结经验，决定在3102工作面搬家时采取如下措施：一是在工作面推至探巷前在探巷口构筑风障，避免风流短路；二是在拆除风墙处用多根皮带吊挂成风帘，在不影响行车的前提下减少漏风量；三是调整通风系统，增加工作面总进风量；四是在上隅角安装小功率局部通风机，吹散上隅角积聚的瓦斯和有害气体；五是瓦检员现场跟班，经常检查工作面及上隅角气体，及时汇报异常情况。

五、机电设备存在问题分析

（1）机电设备使用管理存在不足，出现一些本可避免的非人身机电事故。

对综合机械化采煤工作面来说，机电设备的正常运转，是保证产量、创造安全生产环境的前提条件。回采过程中，影响生产2小时以上的机电事故屡有发生，其中一些事故的发生，正是由于设备检修不到位，操作不当所致。因此，加强机电设备管理，明确管理责任，重视设备检修和维护，加强现场监管，杜绝违章操作，是减少工作面非人身机电事故的重要途径。

（2）职工操作技能培训不到位，设备日常维护能力较差，损耗折旧速度快。

在3101工作面生产中，各类机电设备故障频繁、配件损耗大、折旧速度快，除井下特殊工作环境的原因外，一个很重要的因素就是人员流动频繁，各工种操作人员自身技能水平存在不足，操作、检修方法不正确，对设备爱护程度不够，甚至存在少数野蛮操作情况。建议区队在日常培训中，加强机电操作技能培训，完善师徒合同制度，增强工人理论知识和操作水平，使其能自觉按照要求维护和检修设备，以延长设备使用寿命，减少故障发生率。

（3）配件供应不到位，设备长期带病运转。

3101工作面生产过程中的一个突出问题，就是配件供应不到位，设备长期带病运转。带病运转不仅会使机电事故发生的概率增加，而且会加大设备损耗，加快设备折旧的速率。鉴

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