余磊

摘 要 通過對工作面陷落柱內(nèi)部進(jìn)行技術(shù)改造，硬化陷落柱影響范圍的圍巖，從而提高圍巖強(qiáng)度，使工作面成功的直接過了巖溶陷落柱，并實現(xiàn)了安全高效生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 特厚煤層 綜放工作面 過泥狀陷落柱 技術(shù)研究

中圖分類號：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1項目背景

山西興縣金地煤業(yè)有限公司13203運輸順槽掘進(jìn)時揭露一個泥狀巖溶陷落柱構(gòu)造，位于13203切眼280米處，經(jīng)調(diào)查分析該構(gòu)造地表對應(yīng)位置位于耕集梁上部，對應(yīng)地面標(biāo)高+1440m，地表被雜草覆蓋，埋深287m。為探明陷落柱侵入煤層范圍及富水情況，采用鉆機(jī)進(jìn)行了探查，共施工6個鉆孔，根據(jù)鉆孔探查分析，陷落柱順13203運輸順槽巷道方向延伸36m，巷道上部延伸進(jìn)入工作面15 m，巷道下部延伸18m。鉆孔最大涌水量為20m3/h，水量隨著逐漸疏放7天后減少至1.5m3/h，經(jīng)過鉆孔疏放水，陷落柱內(nèi)含水基本被疏放，累計放水量5000m3左右。

為減少13203工作面生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)，采用U型鋼棚式支護(hù)施工巷道穿過了此陷落柱，實際揭露陷落柱長度為36m，其中外段4m為煤層風(fēng)氧化帶，里段6m為煤層風(fēng)氧化，中間26m為黃泥帶，主要成分為土黃色泥巖，遇水軟化后成泥漿狀。此陷落柱對周邊煤層傾角影響3？9埃萋浣俏？0啊O锏澇謔┕す討校サ準(zhǔn)傲槳鎘猩倭苛芩？

由于陷落柱為土黃色泥巖，且遇水軟化成黃泥漿狀，這樣因為底板軟造成綜采工作面開采時支架無法移架。為解決此難題，經(jīng)分析可采用工作面回收支架等設(shè)備改造方案?；厥罩Ъ芨脑旆桨感枧渚?70m巷道，同時在改造位置提前安裝3個排頭架，推采至陷落柱35m時工作面下段45m開始鋪網(wǎng)上繩擴(kuò)幫，隨后工作面下段進(jìn)行搬家，共需回收25個支架，預(yù)計從開始鋪網(wǎng)到改造完成需25天時間，而礦井只有一個回采工作面，這樣將造成期間沒有產(chǎn)量，給礦井經(jīng)營帶來比較大的困難。為實現(xiàn)工作面連續(xù)生產(chǎn)，針對陷落柱構(gòu)造情況及綜放工作面工藝特點，開展了厚煤層綜放工作面過泥狀陷落柱構(gòu)造技術(shù)研究與應(yīng)用。

2詳細(xì)內(nèi)容

2.1疏水改造技術(shù)應(yīng)用

為探明陷落柱侵入煤層范圍及富水情況，采用鉆機(jī)進(jìn)行了探查，共施工6個鉆孔，其中1#孔深87m，陷落柱深度平距27.3m，此孔鉆探至11m出水，最大涌水量為20m3/h，水量隨著逐漸疏放7天后減少至1.5m3/h；2#孔深50m，陷落柱深度平距11.3m；3#孔深50m，陷落柱深度平距22.8m；4#孔深87m，陷落柱深度平距21.8m；5#孔深38m，陷落柱深度平距33m；6#孔深50m，陷落柱深度平距21.3m，此孔鉆探至18m出水，最大涌水量10m3/h，5天后水量減少至0.5m3/h。

補充鉆探共布置3組平行孔，每組2個，一個方位角為N116？，角度0埃硪桓齜轎喚俏狽116埃嵌任？5埃諞蛔榭咨？5m、22m，第二組孔深18m、16m，第三組孔深22m、19m，每組鉆孔間距為7m。

2.2人工底板加固技術(shù)應(yīng)用

加固巖溶陷落柱段巷道底板，即在巷道底板采用鋪設(shè)雙層軌道及澆筑混凝土方式，軌道采用22kg，底板加固總厚度為500 mm，先鋪設(shè)垂直巷道橫向軌道，間距300 mm，澆筑完后再順巷道鋪設(shè)一層軌道，軌道間距300 mm。

2.3高水材料置換技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)陷落柱揭露及鉆探情況，陷落柱改造共布置2條平行巷道，巷道與13203運輸順槽夾角為60埃露任？0埃锏樂淞羯？米巖柱，長度分別為21m、16m。另外再施工4段支巷，長度分別為6 m、5m、5m、7 m。巷道采用梯形木棚支護(hù)，上凈寬拙桓擼？.8？.5 m，棚距為700mm，頂板臨時支護(hù)采用木支護(hù)，掘進(jìn)工藝采用放小炮風(fēng)鎬掘，盡量避免減少對陷落柱段頂幫的破壞。

巷道施工順序為先施工第一條巷，第一條巷道施工完后在澆筑高水材料的過程中施工第二條巷道和支巷，施工完后同時對第二條巷道和支巷進(jìn)行澆筑。巷道底板澆筑完成后在巷道頂板預(yù)安裝注漿管，然后在13203運輸順槽對充填巷道進(jìn)行砌墻封閉，封閉后利用充填泵通過預(yù)留的充填管路對巷道充填高水材料，巷道充滿為止。

2.4綜放工作面穿過陷落柱措施

（1）推采過程中巖溶陷落柱段利用支架上方鋪網(wǎng)法來控制頂板的完整性。鋪網(wǎng)注意事項：鋪網(wǎng)時工作面必須停止采煤機(jī)和前溜子并閉鎖。

網(wǎng)的規(guī)格為1.5？5.0（m2），用10#鐵絲編織的徑、緯金屬網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格為30？0（mm2），要求金屬網(wǎng)順傾向鋪開，網(wǎng)與網(wǎng)沿傾向搭接500mm，走向搭接500mm，用12#鐵絲雙絲、雙扣，以扣與扣間距不大于200mm為準(zhǔn)進(jìn)行連網(wǎng)，上單層網(wǎng)。如果頂板破碎嚴(yán)重鋪網(wǎng)使用雙層進(jìn)行。

（2）工作面底板為高水材料澆筑的硬底，所以構(gòu)造段范圍內(nèi)的支架拉架期間哪架見硬底及時拉該架，分段拉齊，快速控制頂幫。

（3）該陷落柱巖體軟巖，則采用采煤機(jī)切割的方式通過，陷落柱段兩側(cè)必須平緩過渡，嚴(yán)禁出現(xiàn)臺階，確保運輸機(jī)平穩(wěn)運行。

（4）采煤機(jī)在采煤機(jī)割至陷落柱時，要跟機(jī)拉架，割一架拉一架，時刻注意設(shè)備運行情況，注意頂板和煤幫的情況，放慢采煤機(jī)速度，防止片幫和頂板流貨，保持均勻的通過陷落柱，出現(xiàn)異常情況是及時停車。后溜子配好煤，防止將黃泥直接上轉(zhuǎn)載機(jī)出現(xiàn)拌刮板或開不動現(xiàn)象。

3應(yīng)用效果

在陷落柱延于工作面煤層范圍內(nèi)掘進(jìn)巷道，對陷落柱內(nèi)部順煤層底板位置進(jìn)行加固，形成人工煤層底板，滿足支架移架底板強(qiáng)度要求，同時對掘進(jìn)巷道采用高水材料充填，提高陷落柱開采范圍內(nèi)巖層強(qiáng)度，加強(qiáng)工作面開采時陷落柱煤壁強(qiáng)度，解決片幫及冒頂問題，來實現(xiàn)工作面連續(xù)生產(chǎn)。

推采過程中巖溶陷落柱段利用支架上方鋪網(wǎng)法來控制頂板的完整性。直接推采過巖溶陷落柱比繞過陷落柱與搬家跳采法比，多回收煤炭資源4萬噸，并減少掘170m配巷的工程量。

4結(jié)論

在13203工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，工作面傾角大、煤層裂隙發(fā)育、煤層松軟的情況下，采取“硬過巖溶陷落柱法”成功的直接過了巖溶陷落柱，解決了礦井當(dāng)前面臨停產(chǎn)的困難有效的降低了職工勞動強(qiáng)度、提高了13203工作面的施工安全系數(shù)，解決了特厚煤層綜采機(jī)械化在復(fù)雜地質(zhì)條件下遇地質(zhì)構(gòu)造制約生產(chǎn)的瓶頸難題，實現(xiàn)了安全高產(chǎn)高效，為國內(nèi)相似條件工作面的應(yīng)用和推廣，積累了成功的實踐經(jīng)驗。