摘 要：在进行较高的综采工作面进风巷以及回风巷厚度较大的煤层开采过程中，通常由于受到开采工艺以及开采技术、设备的限制，通常对这两巷顶煤就不再进行回收。为了提高煤炭的采收率，以现有高综采工作面为研究对象，开采过程中充分利用现有设备并进行开采工艺優化，实现两巷顶煤的回收。并制定最终的两巷顶煤回收方案。

关键词：综采工作面;进风巷回风巷;顶煤回收

目前，针对煤矿资源回收方面的研究，存在很多技术以及管理方面的研究成果。在回收技术研究方面，主要针对开采空间的改变，通常针对工作面的改进，主要是在长宽高立体方向上向着三维扩大的趋势进行发展。工作面宽度由原有的100m左右发展到目前的240m、300m、360m甚至450m;工作面开采高度由原有的0.6m逐步发展到1.3m、3.5m，到如今的4m、5m、6.3m，甚至发展到最宽的7m;而综采工作面高度已经达到了20m的高度;工作面的推进距离由最早的1000m左右逐渐能够实现6000m甚至更多;并且在相邻的两个工作面之间实现了保护煤柱体积逐渐变小，甚至可以没有保护煤柱的技术。在管理方面的研究成果主要是配合生产的管理制度的进一步完善。

在对厚以及特厚煤层的开采过程中，由于使用了综合机械化开采工艺，使得在开高度上目前可以达到了7m的高度，并且可以实现最长360m综采工作面长度开采，可以实现5.2m高无煤柱开采，并且已经开始普遍运用1-5m区间内的小煤柱开采工艺。以上开采工艺技术对于实现综采工作面的高回采率具有非常大的作用。但是，以上这些技术对于综采工作面高于两巷的工作面来说，都无法实现两巷顶煤的回收，造成了煤炭开采的极大浪费，另外还增加了煤矿中出现煤炭自燃现象的发生率。

目前两巷顶煤无法进行回收的主要原因有技术原因以及设备原因。技术上主要是由于两巷位置为应力的叠加区域，此区域的矿压构成较复杂，对顶板的维护工作存在一定的难度;设备上主要是由于目前使用的设备没有配套专用设备进行回收两巷顶煤。针对以上原因，本文将根据现有综采工作面进行两巷顶煤回收技术的研究。

1 综采工作面两巷顶煤回收技术研究

1.1 巷道布置情况

现有的综采工作面宽度为311m，可以实现推进长度为4614m，共有三条巷道。其中的回风巷主要作为回风以及辅助运输巷道，巷道的宽度为5.6m，高度为4m;另外的运输巷主要作用是作为开采煤炭的输送巷道，巷道的宽度为6m，高度为4.3m，巷道设置了带式输送机以及移变列车;第三条巷道为辅助运输巷道，主要完成煤矿工具等辅助性材料的运输，巷道的宽度为5.4m，高度为4.3m。三条巷道都是沿着煤层底板进行掘进的，采用联合支护进行巷道支撑。

1.2 设备布置情况

综采工作面使用的液压支架的型号为ZY18000/32/70，使用的采煤机的型号为SL1000，使用的刮板运输机的型号为3*1600/2.05，所使用的转载机型号为DBT700/350，破碎机的型号与转载机型号相同，使用的端头架的型号为ZYT18000/28/55D，共有六台相同信号端头架，过渡架的型号为ZYG18000/32/70D，共使用4台型号形同的过渡架，另外所使用的机尾型号为ZFDC35400/27/47。

1.3 端头过渡情况

综采工作面的总体设计采高为6.8m，在向两端巷道进行过渡的过程使用垂直过渡的形式，也就是通过在综采工作面的两端过渡支架上方安装比较大的侧护板实现，从而使的过渡架以及端头架顶梁之间出现一定的高度差，这样就实现了垂直过渡。

2 综采工作面两巷顶煤回收技术方案

2.1 两巷顶煤回收方案

根据现有设备以及采煤工艺，为了能够实现通风巷及回风巷顶煤的回收，需要对现有设备以及采煤工艺进行优化。定没回收包括通风巷顶煤回收以及回风巷顶煤回收。采煤机在进行采煤行走过程中由于受到刮板运输机的影响，导致行走至机头位置时无法继续进行，并且由于采煤机滚筒与机头电机的相互影响，不能满足割煤高度要求，另外进行割煤过程中容易形成堆积导致刮板机头与机巷副帮形成空间狭小无法通行。对于通风巷顶煤的回收需要进行设备改进以及工艺优化工作量较大，本文只针对回风巷顶煤回收进行研究，并且提出两种回风巷顶煤回收方案。

方案一：回风巷顶煤完全回收。为了实现回风巷顶煤的完全回收，需要对采煤机要比进行加长或者对刮板运输机进行改进，使其得到延长，另外还需要将端头支架进行更换，可以利用中部支架。通过这种改进，可以实现回风巷顶煤的完全回收，实现较高的回采率。但是此种方案同时存在以下几个缺点：①通过采煤机摇臂的加长导致摇臂受力改变，使得摇臂的稳定性受到影响，导致采煤机滚筒进行截割作业时强度降低，并且进行摇臂加长改造需要较长时间及经费成本;②如果通过加长刮板运输机实现会造成机尾安全出口面积变小，容易造成安全出口不畅导致无法推移的现象;③机尾顶煤完全实现回收，使得安全出口上方的顶板不能得到安全支护，将可能造成安全隐患。

方案二：回风巷顶煤部分回收。在部分回收顶煤方案中，只是实现采煤机滚筒截割剩余最后一架以及安全出口上方，剩余顶煤不回收，也就是对于现有的5.8m巷道回收长度大概为3m顶煤。利用这种部分回收方案，可以利用设备充分，并且改造较少，只需要将机尾最后第二及第三架替换成端头支架，另外需要将采煤机的供电电缆延长。这种方案同样存在缺点，就是无法实现全部回收，采空区仍会遗留部分顶煤。

2.2 需解决的问题

根据上述指定的两套方案，在进行顶煤回收过程需要解决以下主要问题。

2.2.1 设备改造

需要进行端头之间进行改造，另外需要对采煤机的限位距离进行重新定位;由于机尾第一架位置的顶煤不进行回收，因此仍使用原有支架，而机尾第二架以及第三架需要更换成端头支架，并且需要安装加长护帮板，另外需要在第二架位置进行大侧护板的安装，从而实现顶板的垂直过渡;为了实现采煤机在向机尾运动过程中能够具有足够的距离实现回风巷顶板截割，需要将采煤机的测限位进行移动，并且能够保证足够长度的供电电缆，如图1所示为所需要进行布置的机尾支架位置。

2.2.2 顶板支护改进

在进行顶煤回收之前，回风巷顶板保持的比较完整， 另外进行巷道掘进过程顶板可以保证足够的支撑强度，因此支架可以选用普通超前之间，目前使用的可以满足2650-4700mm高度的支护，工作阻力能够满足3000kN，可以实现14.4m的支护长度，宽度上可以达到4.6m，可以实现1000mm的推移距离。如图2所示为工作面机尾超前支护的安装示意图。超前支护需要安装在距离端头之间前梁3m的距离处，机尾推进两次以后需要进行一次超前之间的向前移动操作。机尾的安全出口采用的是单排单体支护，彼此之间距离为1.5m。回风巷顶煤实现部分回收以后，顶板会出现台阶，为了尽量少的移动超前支架，其后护板与顶板位置出现的台阶位置需要保持3m左右的距离。

2.2.3 铁器管理

在进行两巷顶煤回收的过程中需要对原有的顶板支护进行破坏，从而导致支护的部件进入运输系统中，这对于刮板机链条以及输送机的皮带容易造成损坏，因此对铁器的管理十分重要。可以通过暂停作业进行铁器回收或者将顶板支护的材料进行替换，更换成塑料材质的不易破損设备的支护，从而在顶煤回收过程可以利用截割机直接进行截割作业，而无需考虑对运输、洗选系统的影响。

2.2.4 顶煤运输问题

在对回风巷顶煤进行截割以后，煤炭掉落到下方机尾电机以及机尾框架位置，如果直接掉落就会对其造成破坏，从而影响工作面继续作业，为了能够避免影响，可以通过在刮板运输机机尾位置安装特制的挡煤板进行防护，顶煤掉落以后直接掉落到挡煤板进入运输机，满足运输要求。

3 结论

在进行进风巷以及回风巷顶煤的回收方案制定时，回风巷的空间较大、需要改造的设备较少，容易实现顶煤的回收，另外顶煤回收的主要难点在于顶板支护以及铁器的维护、回收工作，需要对顶板支护的材质进行合理选择，从而实现顶煤回收过程的高效化，最终实现煤炭企业的高采收率。

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作者简介：

彭亮（1984- ），男，湖南省衡东县人，本科，（2013.1）山西大同大学，采煤助理工程师，通风监测工，机电技术员。