楊 斌

（同煤集團煤峪口礦技術(shù)科，山西 大同 037003）

煤峪口礦1954 年正式投入生產(chǎn)，目前已經(jīng)進入了產(chǎn)量衰減期?，F(xiàn)在開采的14#層81010 綜采工作面屬于孤島區(qū)域。孤島工作面兩巷圍巖由于受不同方向支撐壓力的迭加，在開采過程中會呈現(xiàn)出流變狀態(tài)，在高應(yīng)力作用下，流變狀態(tài)會更加劇烈，這就導(dǎo)致工作面頂板覆巖結(jié)構(gòu)易發(fā)生失穩(wěn)，產(chǎn)生沖擊載荷，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致冒頂、片幫、支架壓死或損壞等嚴(yán)重事故。因此，需對孤島工作面回采進行分析和設(shè)計。

1 工作面概況

煤峪口礦井田位于大同煤田東南翼的東北端，井田東部以煤層露頭為界，北接忻州窯礦井田，南臨永定莊煤業(yè)公司井田，西北與云岡和四臺礦井田相鄰。14#層81010 工作面上覆11-12#層81010 于2010 年8 月開采結(jié)束，上覆層層間距1.9~10.3m，平均5.16m。工作面走向長為 920m，傾向長為121m，煤層傾角為2~4°。頭巷掘進過程中揭露一條正斷層，走向為16°，傾向為286°，傾角為72°，落差為0.6m。81010 工作面頂?shù)装鍘r性如表1 所示。

表1 81010 工作面頂?shù)装鍘r性特征表

2 孤島工作面兩巷支護設(shè)計與采煤方法

煤峪口礦井11-12#層及14#層煤均沒有沖擊傾向性，81010 工作面上方的11-12#層也已開采完畢，在工作面正上方?jīng)]有遺留煤柱，因此在該工作面回采過程中，基本沒有發(fā)生沖擊地壓的風(fēng)險，在進行工藝及支護設(shè)計時，按照正常的參數(shù)進行加強即可滿足要求。

2.1 回采兩巷支護設(shè)計

工作面進風(fēng)順槽采用U29 五節(jié)拱棚支護，規(guī)格為4500×3000mm，工作面回風(fēng)順槽與進風(fēng)順槽采用相同支護方式。在巷道掘進過程中，由于受到鄰近采空區(qū)影響，沿空掘巷的支撐壓力比原始應(yīng)力更大，導(dǎo)致巷道受到比較嚴(yán)重的破壞。經(jīng)分析，棚距設(shè)計為0.5m。

工作面切巷斷面為矩形， 斷面尺寸為4400×3000mm，支護方式為錨索“工”字鋼梁聯(lián)合支護，錨索為每3m 一對，排距是3000×2200mm，頂鋪金屬網(wǎng)。切巷兩側(cè)各布置一列間距為1m 的單體液壓支柱。巷道兩幫為錨網(wǎng)支護，錨桿間排距為1000×1000mm。具體參數(shù)列表如表2 所示。

表2 回采兩巷支護參數(shù)表

2.2 采煤方法

81010 工作面采煤方法為走向長壁后退式綜合機械化采煤法，全部垮落法管理采空區(qū)。采煤機采高1.7~3.2m，ZZS-5600 支架支護高度1.4~2.8m。工作面平均煤厚為2.47m，采煤機滾筒截深為0.5m。

3 孤島工作面回采技術(shù)措施

3.1 礦壓觀測

為保證孤島工作面安全回采，必須對工作面進行礦壓觀測，觀測內(nèi)容主要包括支架的初撐力和工作阻力監(jiān)測、工作面頂板情況、巷道煤壁片幫情況等。

（1）工作面支架觀測

81010 工作面通過綜采壓力記錄儀監(jiān)測壓力，共布置8 條測線。主要通過三類壓力計進行監(jiān)測：① YHY60(B)型壓力計，從1 號架起，每隔5 架布置一部；② YHY60(A) 型壓力計，除安裝YHY60(B)型壓力計的支架外，每架布置一部，用來監(jiān)測頂板，以便對來壓規(guī)律進行分析；③YHY60(D)型壓力計，布置在端頭和超前支護支架，監(jiān)測支架工作阻力。

（2）頭尾兩順槽礦壓觀測

頭尾兩順槽安排專人對兩巷頂板離層進行觀測，時間間隔為2d。觀測人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和分析，并預(yù)測來壓情況。

3.2 孤島工作面的頂板管理

81010 工作面為近距離煤層開采，初次來壓和周期來壓顯現(xiàn)較為明顯，具體管理方式如下：

（1）初次來壓頂板管理

要注意初次來壓的預(yù)測工作，準(zhǔn)確預(yù)測來壓時間以及位置。根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合相鄰已采工作面的經(jīng)驗，81010 工作面老頂初次來壓步距約15m。

（2）周期來壓頂板管理

① 為防止漏頂現(xiàn)象，移架方式采用帶壓超前移架。液壓支架升架時，必須達到規(guī)定初撐力；移架后，液壓支架要保持直線，端面距小于0.3m。

② 如果頂板破碎或者片幫比較嚴(yán)重，移架時應(yīng)緊跟前滾筒，當(dāng)割出1 架支架的位置以后，降滾筒停止采煤機，進行帶壓移架。重復(fù)該步驟，直到完全通過頂板破碎或者片幫比較嚴(yán)重區(qū)域。

③ 工作面要提前做好預(yù)防來壓的支護工作，提高支架檢修質(zhì)量，杜絕“跑、冒、滴、漏、竄”。

④ 支架工要嚴(yán)格按要求操作，確保泵站壓力及支架初撐力達要求，定期更換安全閥，以確保支架工作阻力。

⑤ 保證超前支護的數(shù)量和質(zhì)量，確保超前段煤壁護幫支護完好。

⑥ 提高設(shè)備開機率，保證工作面正常推進速度。

3.3 兩順槽超前支護

工作面兩順槽超前200m 進行臥底施工，預(yù)先進行壓力釋放，并隨時對壓力集中區(qū)域造成的底鼓進行處理。兩端頭直角煤體由于受采動影響，采煤機割通該處實煤后，根據(jù)實際情況加強該處頂板的支護，保證支護有效，棚頂嚴(yán)密。

由于兩順槽壓力顯現(xiàn)集中，兩巷超前支護為工作面煤壁向外50m 范圍加強支護。在U29 拱棚下支設(shè)一排單體柱，上齊防倒防墜裝置，且必須安全可靠。局部巷道超高段、頂板破碎處要用方木接實頂板，并在鉸接頂梁上架設(shè)“?！弊中湍径饨禹?。超前支護示意圖見圖1。

圖1 兩順槽超前支護示意圖

3.4 孤島工作面過斷層注意事項

在掘進21010 巷期間520m 處揭露正斷層F1，斷層對巷道支護產(chǎn)生較大影響。為此采取了支護加固處理，主要措施為兩棚U 型棚中間采用錨索聯(lián)合鋼帶加固（壓彎鋼帶，緊貼頂板，錨索固定）；靠近幫部一側(cè)，采用玻璃鋼錨桿聯(lián)合皮帶加固。

回采至斷層附近時，要相應(yīng)加強斷層附近頂板支護，及時帶壓移架，保證支架端面距不超限，必要時可以注馬麗散，維護斷層附近頂板。

4 結(jié)論

通過分析81010 孤島工作面的地質(zhì)條件，有針對性的設(shè)計了巷道支護方式與采煤方法，嚴(yán)格礦壓觀測工作，加強工作面頂板支護及順槽內(nèi)超前支護。81010 工作面回采期間，特別是過斷層期間，未發(fā)生頂板大面積垮漏、影響生產(chǎn)的情況，保證了工作面順利推采，對今后其他孤島工作面的安全回采提供了借鑒參考。