序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了一篇火成巖綜采技術(shù)研究與應(yīng)用范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

煤炭是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)，近年來(lái)對(duì)煤炭資源的開(kāi)采力度不斷加大，各礦井在淺層煤炭資源儲(chǔ)量日漸萎縮，要深挖煤礦潛力，在開(kāi)采的深度和廣度上做文章，采掘更大區(qū)域和更大埋深的煤炭資源。但隨之而來(lái)的是地質(zhì)條件愈加復(fù)雜惡劣。臨近火成巖侵入帶等大的地質(zhì)構(gòu)造帶或采空區(qū)附近等特殊地質(zhì)條件，給巖巷掘進(jìn)和煤炭開(kāi)采帶來(lái)了更大困難。冀中能源邯鄲郭二莊礦是一座具有七十年開(kāi)采歷史的老礦井，受火成巖侵入影響較大。近年來(lái)，煤炭資源不斷開(kāi)采，郭礦可采儲(chǔ)量急劇下降。為提高可采儲(chǔ)量，該礦以22109工作面為試點(diǎn)，研究制訂了沿火成巖侵入帶邊緣布置不等長(zhǎng)工作面的技術(shù)方案，并解決了該面在掘進(jìn)、安裝、邊加架邊生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的各類難題，有效提高了礦井的可采儲(chǔ)量，增加了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)該面開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，為今后類似條件下確定工作面的布置及開(kāi)采方式提供了參考。

1火成巖及其對(duì)含煤巖系的侵入

火成巖是地質(zhì)學(xué)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，也被叫做巖漿巖。地質(zhì)學(xué)研究巖漿起源于上地幔和地殼底層，火山噴發(fā)的高溫巖漿在冷卻后成形或被巖漿融化的原有巖石，即火成巖。常見(jiàn)的花崗巖、玄武巖等都是火成巖。地質(zhì)板塊交界地帶的火山區(qū)是火成巖的存在區(qū)。開(kāi)采的煤同屬巖類，是機(jī)械強(qiáng)度大大小于含煤巖系中其他巖石的有機(jī)巖，當(dāng)高溫巖漿侵入含煤巖系時(shí)，容易將煤熔蝕同化，這種侵入的火成巖體大多沿煤層分布，是破壞煤質(zhì)和煤層分布的有害物質(zhì)。火成巖侵入和地質(zhì)構(gòu)造帶對(duì)煤炭資源的開(kāi)采利用帶來(lái)了諸多不利影響。儲(chǔ)煤空間被大量占用，在相同條件下，不僅會(huì)降低煤的產(chǎn)量，還會(huì)造成惡劣的開(kāi)采技術(shù)條件。傳統(tǒng)的矩形等長(zhǎng)工作面布置很難將火成巖侵入?yún)^(qū)域的煤炭開(kāi)采干凈，因而造成了很大程度上的資源浪費(fèi)?？朔鸪蓭r侵入等不利地質(zhì)條件的影響，將寶貴的煤炭資源“吃干榨凈”，提高采區(qū)回收率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，對(duì)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義［1－5］。

2研究課題組的設(shè)立

22109工作面是郭二莊礦南翼一采區(qū)最后一個(gè)工作面，四周地質(zhì)或生產(chǎn)條件復(fù)雜，該面東部、北部臨近南大巷保護(hù)煤柱，西部、南部毗鄰的是典型的火成巖侵入帶。受火成巖侵入影響，煤層呈現(xiàn)出嚴(yán)重的不規(guī)則形狀。如果采用傳統(tǒng)的矩形等長(zhǎng)工作面，會(huì)遺留很多無(wú)法開(kāi)采的煤炭資源，造成煤炭資源浪費(fèi)。22109工作面的火成巖侵入帶(見(jiàn)圖1)，在郭二莊礦多年的開(kāi)采史上從未遇到過(guò)。為此，郭礦上下異常重視，專門成立了22109工作面開(kāi)采方案研究課題組，研究制訂了采用布置不等長(zhǎng)工作面的辦法開(kāi)采火成巖侵入?yún)^(qū)域不規(guī)則煤層的技術(shù)方案。同時(shí)，針對(duì)工作面后期掘進(jìn)、安裝及生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的生產(chǎn)難題進(jìn)行了預(yù)測(cè)，明確必須有高強(qiáng)度的支護(hù)措施作為安全生產(chǎn)的保證，制訂了“柔讓適度，穩(wěn)定支護(hù)”等一系列技術(shù)措施。

3措施實(shí)施過(guò)程

為降低開(kāi)采成本，減少巷道掘進(jìn)量，研究課題組決定利用南一采皮帶下山、沿著原22105探巷向深部布置該不等長(zhǎng)工作面。具體方案見(jiàn)圖2。

3．1全回路系統(tǒng)掘進(jìn)22109工作面上巷施工在按照設(shè)計(jì)方位向前掘進(jìn)255m后見(jiàn)火成巖，之后退38m垂直上巷方向開(kāi)切眼，切眼掘進(jìn)27m后再次見(jiàn)到火成巖。沿火成巖侵入帶邊緣開(kāi)始工作面下巷施工，當(dāng)火成巖侵入至巷道上幫(影響到工作面正?；夭?時(shí)，再經(jīng)過(guò)變向調(diào)整繼續(xù)施工工作面下巷，直至與軌道下山延伸巷道貫通，形成該面的全回路系統(tǒng)。該種掘進(jìn)方案在臨近火成巖一幫裸體支護(hù)或簡(jiǎn)單支護(hù)，其余正常錨網(wǎng)支護(hù)。安裝常規(guī)切眼后，工作面下巷需全部安裝支架。該掘進(jìn)方案主要的技術(shù)難點(diǎn)在于布置工作面時(shí)需要邊生產(chǎn)、邊加架，且在生產(chǎn)過(guò)程中需要不斷地增加支架以及延長(zhǎng)溜尾。必須進(jìn)行更加合理的安全生產(chǎn)組織［6－8］。

3．2支架安裝不等長(zhǎng)工作面巷道拐彎較多，底板情況比較復(fù)雜。支架先分為掩護(hù)梁、頂梁及底座三個(gè)部件分別經(jīng)過(guò)5000m大巷運(yùn)輸，后經(jīng)過(guò)大小5次變向到達(dá)裝架硐室，組裝完成后再經(jīng)過(guò)3次變向運(yùn)抵工作面下巷指定位置。支架運(yùn)輸時(shí)面臨著運(yùn)輸路線長(zhǎng)、變向多、邊坡多等客觀不利條件。為實(shí)現(xiàn)安全移架，并與工作面機(jī)尾良好對(duì)接，下巷支架沿巷道方向一字?jǐn)[放，通過(guò)精確計(jì)算，工作面每推進(jìn)5．2m后需增加一個(gè)支架，得出下巷支架之間的間距，以此類推，得出每一個(gè)支架擺放位置。與工作面機(jī)尾支架對(duì)接時(shí)，待加支架需要先通過(guò)自身移架、遷移頂鎬和單體液壓支柱共同配合，完成移動(dòng)、調(diào)向及對(duì)接工作。工作面安裝過(guò)程中暴露出了一些問(wèn)題:一是支架在通過(guò)變向位置時(shí)容易落道;二是支架組裝完成后整架重量超過(guò)30t，遭遇巷道底板變形或道基偏軟段，支架易發(fā)生傾斜甚至掉道。通過(guò)加曲軌、換重軌、調(diào)整坡度等措施，對(duì)變向處岔道進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，解決了支架移動(dòng)中容易掉道的問(wèn)題。同時(shí)，巷修區(qū)對(duì)工作面切眼及下巷的道基用水泥澆鑄，加強(qiáng)修整與加固，解決了支架經(jīng)過(guò)軟基時(shí)容易下陷的問(wèn)題［9－12］。

3．3回采工作面在回采過(guò)程中面臨的最大困難就是“一邊生產(chǎn)一邊加架”，需要協(xié)調(diào)解決好兩者之間的關(guān)系?；夭缮a(chǎn)中采取了以下措施:①為保證工作面機(jī)尾支架能夠快速安裝對(duì)接，提前將下一次對(duì)接所需要的溜槽、鏈條、電纜夾等各種管路準(zhǔn)備到位，現(xiàn)場(chǎng)控制好巷道高度、寬度，以滿足拉移支架的需要。②在推采過(guò)程中嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)要求，時(shí)刻控制工作面機(jī)尾最后一臺(tái)支架的位置，不能超過(guò)預(yù)先劃定的定位線，為對(duì)接留出足夠的操作空間。③工作面推進(jìn)到對(duì)接位置前，保證工作面最后一臺(tái)支架的底座與下巷底板襯平，并保持同一高度不得有落差。④對(duì)接前要將下巷中支架各部件認(rèn)真檢查、檢修，確保支架完好。⑤在對(duì)接距離剩余5．4m(9刀)左右時(shí)，開(kāi)始對(duì)下巷中即將對(duì)接的支架進(jìn)行拉移、調(diào)向。⑥待工作面正常推采至與下巷支架合茬位置后，使用單體進(jìn)行微調(diào)，將新增支架與原切眼支架進(jìn)行對(duì)接。⑦運(yùn)用采煤機(jī)上行的牽引力在機(jī)尾上幫掛回頭滑輪組，上移溜子機(jī)尾方法對(duì)接，完成溜槽對(duì)接。此對(duì)接方式使用采煤機(jī)牽引可靠性更高，可以減少頻繁移動(dòng)、安裝絞車的工序，為對(duì)接節(jié)省了大量時(shí)間，同時(shí)保證了設(shè)備的正常檢修和對(duì)接當(dāng)班的正常生產(chǎn)。

4技術(shù)方案的對(duì)比與應(yīng)用分析

以22109工作面為例，對(duì)常規(guī)的矩形工作面方案與不等長(zhǎng)工作面進(jìn)行了技術(shù)對(duì)比與效益分析，結(jié)果如表1所示。①?gòu)募夹g(shù)應(yīng)用方面來(lái)看，沿火成巖侵入帶或其他大型構(gòu)造帶等復(fù)雜地質(zhì)條件下，布置不等長(zhǎng)工作面的方式完全合理可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯;工作面分為掩護(hù)梁、底座及頂梁三個(gè)部件分別運(yùn)輸，然后整體組裝、安裝，能夠很大程度降低對(duì)井下巷道規(guī)格要求以及支架運(yùn)輸難度系數(shù)，實(shí)現(xiàn)工作面快速安裝;成果中的支架、溜槽利用采煤機(jī)牽引的對(duì)接方式安全可靠，可操作性大大提高，完全能夠滿足生產(chǎn)需要。②從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)看，22109工作面沿火成巖侵入帶邊緣布置，比傳統(tǒng)的常規(guī)矩形或臺(tái)階式工作面布置方式多采出煤炭5．3萬(wàn)t，減少了煤炭損失，提高了采區(qū)回收率，按照當(dāng)時(shí)噸煤效益300元計(jì)算，可創(chuàng)收:5．3萬(wàn)t×300元/t=1590萬(wàn)元。此外，工作面巷道掘進(jìn)工程量整體減少15m，下巷在掘進(jìn)過(guò)程中有105m巷道由幫沿火成巖掘進(jìn)，巷道采用裸體支護(hù)或簡(jiǎn)單支護(hù)方式，使巷道掘進(jìn)成本降低，經(jīng)核算該段巷道支護(hù)成本每米可下降2500元，按照當(dāng)時(shí)煤巷掘進(jìn)單價(jià)7000元/m計(jì)算，可節(jié)省掘進(jìn)成本:(15m×7000元/m+105m×2500元/m)/10000=36．75萬(wàn)元;采用不等長(zhǎng)工作面布置，共可增加經(jīng)濟(jì)效益約為1626．75萬(wàn)元。通過(guò)此工作面布置方案有效提高了煤礦的可采儲(chǔ)量，提高了煤炭資源的回收率，為提高礦井服務(wù)年限提供了技術(shù)支撐［13－15］。

5結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用不等長(zhǎng)工作面是適應(yīng)火成巖侵入等復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采回采的一種技術(shù)方法，可最大限度地保證煤炭資源的開(kāi)采回收。在方案的具體實(shí)施中，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):一是在掘進(jìn)和支架安裝過(guò)程中需要根據(jù)情況多次調(diào)向，這需要今后在火成巖侵入帶邊緣布置不等長(zhǎng)工作面前，盡可能地采取技術(shù)措施對(duì)火成巖的侵入情況進(jìn)行勘探和調(diào)查。掌握情況后設(shè)計(jì)出更加經(jīng)濟(jì)、合理、開(kāi)采可行性更高的工作面布置方案。二是在支架移動(dòng)前要提前硬化巷道底板，提高道軌鋪設(shè)質(zhì)量，避免運(yùn)輸支架的車盤掉道，造成倒架等危險(xiǎn);支架裝上車盤后，整體高度超過(guò)2．6m，要充分考慮到巷道高度否滿足使用要求，還要考慮頂板支護(hù)材料如錨索、錨桿下端是否掛絆支架，影響支架整體運(yùn)輸。

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作者:李鵬雷 單位:河北冀中邯峰礦業(yè)有限公司