嚴(yán)學(xué)

摘要：采煤工作面布置受地質(zhì)條件限制，當(dāng)煤層在某一區(qū)段范圍內(nèi)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，而主采煤層與回采巷道又不處于同一層位，且兩層煤的層間距較近，這時(shí)就要考慮支護(hù)與頂?shù)装宓年P(guān)系，文章主要闡述了工作面從煤層下分層穿層過層間距小于6.0m老巷的方法。

Abstract： Coal mining working face layout is restricted by geological conditions. When the coal seam is stratified in a certain section， and the main coal seam and stoping roadway are not in the same horizon， and two layers of coal layer spacing is close， we need to consider the relationship between supporting and the roof and floor. The article mainly expounds the method of working face penetrating old roadways with layer spacing less than 6.0m under the coal seam.

關(guān)鍵詞：綜放工作面;穿層;充填;過老巷

Key words： fully mechanized caving face;penetrating layer;filling;penetrating old roadways

中圖分類號(hào)：TD327.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）21-0154-02

1? 工作面基本概況

田陳煤礦北七采區(qū)的3下7108綜放工作面煤層賦存穩(wěn)定，煤層自燃發(fā)火期66天，煤厚6.0～8.9/7.0m，煤層局部含一層0～0.5/0.3m泥巖夾矸，受右側(cè)較大斷層影響，煤層局部破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，F(xiàn)7-24斷層把工作面分為里外兩個(gè)塊段，初步設(shè)計(jì)將該工作面作為里外兩塊段進(jìn)行回采。原工作面運(yùn)輸巷外段沿巷道頂板掘進(jìn)施工，里段沿巷道底板施工，巷道施工結(jié)束進(jìn)行里段回采時(shí)發(fā)現(xiàn)里外段運(yùn)輸巷煤層厚度相差較大，為此，再次進(jìn)行了細(xì)致的地質(zhì)勘探，在外段運(yùn)輸巷通過向底板打探孔等多種手段收集資料進(jìn)行分析，該工作面外段煤層靠近運(yùn)輸巷側(cè)有一層穩(wěn)定的泥巖夾矸，運(yùn)輸巷處夾矸厚度平均5.0m，將3下煤分為兩層煤，上分層平均厚度3.0m，下分層平均厚度4.0m，經(jīng)過回采方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，改用3下7110運(yùn)輸巷進(jìn)行回采下分層，廢棄原3下7108運(yùn)輸巷，工作面需要穿層過位于上分層的3下7108運(yùn)輸巷。

2? 穿層開采的方案優(yōu)化和施工工藝

2.1 穿層過老巷開采存在的技術(shù)難題

工作面進(jìn)行穿層開采時(shí)液壓支架將會(huì)逐漸進(jìn)入3下7108運(yùn)輸巷下層，巷道底板將成為工作面頂板。工作面穿層過老巷支架在原運(yùn)輸巷底板內(nèi)，在層間距小的地方支架升架時(shí)將會(huì)對原巷道下的頂板造成破壞，支架達(dá)不到初撐力要求，無法有效支撐頂板，同時(shí)面前頂板完整性遭到破壞，易造成掉頂、漏頂?shù)软敯迨鹿省ｍ敯灏踩芾黼[患大，直接威脅到工作面安全生產(chǎn)。為確保穿層開采安全老巷處頂板管理問題急需解決。

原設(shè)計(jì)3下7110運(yùn)輸巷施工過程中受斷層影響在巷道中段位置打有一條斷層探巷，該巷道改用為3下7108運(yùn)輸巷后隨3下7108綜放工作面推采進(jìn)行，施工道將與采空區(qū)溝通，溝通后經(jīng)地質(zhì)分析水害威脅有限，但防滅火壓力較大，綜放工作面采空區(qū)殘留煤相較于綜采面多，可能發(fā)生殘留煤自燃發(fā)火，后期的防滅火工作需要重點(diǎn)控制。

2.2 方案的選擇

頂板管理要抓住主要矛盾，只有保持頂板完整性，支架升架時(shí)才能夠達(dá)到初撐力要求，減少對頂板的破壞，抑制片幫、掉頂、漏頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生，因此，設(shè)計(jì)選擇對原3下7108運(yùn)輸巷進(jìn)行部分充填，改變頂板受力狀態(tài)，保證其完整性，提高安全性。

防滅火工作重點(diǎn)控制氣體向采空區(qū)漏風(fēng)，設(shè)計(jì)在施工道靠近3下7108采空區(qū)側(cè)進(jìn)行密閉充填，要求充填體能夠在采空區(qū)上覆巖層運(yùn)動(dòng)影響下依然能夠保持穩(wěn)固起到密閉作用，保證3下7110風(fēng)流不竄入3下7108采空區(qū)。

2.3 具體方案設(shè)計(jì)

充填區(qū)域?yàn)橄锏琅c下分層煤層建夾矸厚度在0～4.0m范圍內(nèi)的巷道，共計(jì)五個(gè)充填區(qū)域，充填長度達(dá)370m。

①7108里運(yùn)（1）（充填區(qū)域1）：充填長度125m，巷道平均斷面為寬*高=4m*3.5m;

②7108外切眼（充填區(qū)域2）：充填長度110m，巷道平均斷面為寬*高=3.4m*3m;

③7108里運(yùn)（2）（充填區(qū)域3）：充填長度30m，巷道平均斷面為寬*高=4m*3.5m;

④7110探巷（充填區(qū)域4）：充填長度30m，巷道平均斷面為寬*高=4m*3.5m;5、7110里運(yùn)（充填區(qū)域5）：充填長度40m，巷道平均斷面為寬*高=4m*3.5m。

對無密閉性要求的巷道受工期要求全部采用價(jià)格相對較低并且易于操作的木垛充填，充填長度330m，對密閉性要求高的第五充填區(qū)域首先建兩道密閉墻，再采用密封性好強(qiáng)度較高的高水材料進(jìn)行全巷道密閉充填，充填長度40m，解決3下7110掘進(jìn)及回采期間向3下7108采空區(qū)漏風(fēng)造成遺留煤自燃問題。

2.4 方案的實(shí)施

方案實(shí)施共分為如下幾步：

①調(diào)配巷道充填力量，充填工作投入人力60人，工作組織分三班進(jìn)行;

②對充填區(qū)域巷道進(jìn)行底板平整，保證木垛受力均勻;

③兩層煤分層結(jié)合位置采用單體支柱配合木料裝頂進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)層位及巷道角度、夾矸層厚度變化情況，確定裝頂維護(hù)距離，棚與棚間距1.0m，單體支柱支護(hù)高度逐漸降低，裝頂厚度逐漸增加，直至裝頂高度達(dá)到全巷道高度，形成一個(gè)三角型裝頂區(qū)域;

④剩余充填位置采用采用坑木搭建成“井”字型木垛的方式進(jìn)行充填，木垛間距為0.6m，兩木垛之間采用同規(guī)格的木料上下各穿兩根，連續(xù)鉸接搭木垛;木垛底部四層用長板梁，距兩幫距離不超過0.3m，其余部分用2.4m*0.16米的板梁。板梁從加工及現(xiàn)場使用分析采用以下三種規(guī)格：長*寬*厚=2.4m*0.16m*0.16m，3.6m*0.16m*0.16m，3m*0.16m*0.16m。

⑤每搭建完一個(gè)木垛對木垛進(jìn)行整體性淋水，充分濕潤木料，減輕防滅火壓力，并預(yù)留管路，工作面進(jìn)入下分層推采后逐漸向充填區(qū)域注水，防止在煤層自燃發(fā)火期后煤層可能自燃引起木垛連鎖著火。

⑥3下7110施工道建立密閉墻，密閉墻穩(wěn)定后同濟(jì)南廠家合作進(jìn)行巷道高水充填，充填長度40m。

2.5 穿層開采工藝的管理關(guān)鍵

①作業(yè)人員必須熟悉本措施及《3下7108工作面作業(yè)規(guī)程》，嚴(yán)格按照《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，維護(hù)期間嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度和先支后回制度，及時(shí)用穿槍找掉危巖懸矸，嚴(yán)禁空頂作業(yè)，支、回柱時(shí)必須有專人在現(xiàn)場指揮。

②進(jìn)入老巷工作時(shí)必須保證局部通風(fēng)機(jī)經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，任何人都不準(zhǔn)隨意停風(fēng)，必須保證供給老巷足夠的風(fēng)量。

③局部通風(fēng)機(jī)的開動(dòng)或停止，必須專人負(fù)責(zé)，其他人員不經(jīng)允許，不準(zhǔn)去開動(dòng)或停止局部通風(fēng)機(jī)。

④風(fēng)筒必須吊掛在巷道一側(cè)頂幫，在巷道內(nèi)維護(hù)時(shí)不要刮壞風(fēng)筒。風(fēng)筒吊掛要平直、拉緊、吊穩(wěn)，拐彎處應(yīng)平緩，勿使風(fēng)筒褶皺，應(yīng)使用同一規(guī)格的風(fēng)筒。

⑤所有進(jìn)入老巷施工人員必須攜帶CO、CH4、O2便攜儀，發(fā)現(xiàn)氣體異常立即退出老巷，非老巷施工人員嚴(yán)禁進(jìn)入老巷。

⑥所有單體液壓支柱必須穿鐵鞋，鉆底量不大于100mm。并根據(jù)巷道實(shí)際情況選用高度適宜的單體液壓支柱，活柱最小行程不小于200mm、最大行程不大于700mm（以活柱有效行程800mm為例）。

⑦巷道超高處必須用木料進(jìn)行裝頂支護(hù)，頂板不平處必須用木料接實(shí)接平頂板，單體液壓支柱垂直于頂?shù)装逯гO(shè)，初撐力不低于12MPa。

⑧單體液壓支柱注液時(shí)，人員站在安全地點(diǎn)，防止單體液壓支柱打滑傷人。支設(shè)完畢后，及時(shí)穿好防倒繩或防倒桿，防止倒柱傷人。每班安專人檢查巷道支護(hù)情況，并及時(shí)進(jìn)行二次注液，發(fā)現(xiàn)卸液單體及時(shí)更換，巷道壓力變大時(shí)及時(shí)扶走向棚增加支護(hù)強(qiáng)度。

⑨老巷暴露范圍內(nèi)的液壓支架及時(shí)伸出伸縮梁和護(hù)幫板支護(hù)好頂板，移溜后及時(shí)拉移超前架支護(hù)頂板。

⑩工作人員在進(jìn)入面前作業(yè)時(shí)，嚴(yán)禁其他人員操作此處的液壓支架，并關(guān)閉此處液壓支架的進(jìn)液截止閥。

{11}嚴(yán)禁人員跨越運(yùn)行中的前部刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)入面前。

{12}采煤機(jī)通過老巷時(shí)要放慢割煤速度，兩眼盯緊采煤機(jī)滾筒，發(fā)現(xiàn)異常立即停機(jī)，待查明原因處理完畢后方準(zhǔn)開機(jī)。

{13}過老巷時(shí)要合理控制好工作面采高，順平溜子，防止溜子拖后。

{14}采煤機(jī)滾筒纏網(wǎng)、錨桿時(shí)必須立即停機(jī)處理。

2.6 實(shí)施效果

通過對上分層老巷充填，改變了巷道底板工作面頂板的受力狀態(tài)，豎直方向由原來的一面受力改為兩面受力，提高了頂板受力限度，保證了工作面推采時(shí)頂板完整性，杜絕了架前掉頂、漏頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生，同時(shí)木料淋水也有效的解決了木垛燃燒問題，再是層位斜交接合位置采用裝頂方式減少了坑木消耗，避免了采煤機(jī)截割木料，提高了煤質(zhì)。高水充填材料的使用從根本上解決了巷道密閉及采空區(qū)自燃對臨近工作面的影響。

3? 結(jié)束語

工作面推采過不同層位巷道，首先要分析層位關(guān)系，巷道位于上分層時(shí)只需要保證巷道底板在一個(gè)支架長度范圍內(nèi)支撐受力點(diǎn)達(dá)到一個(gè)以上，木垛間可以留有一定空隙進(jìn)行搭建，巷道位于下分層時(shí)由于支架底座尺寸較頂蓋短，壓力比較集中，木垛需要密集搭建，保證頂板各處均能承受支架壓力，對于綜采放頂煤工作面采空區(qū)遺留煤相對較多，需要重點(diǎn)考慮防滅火，優(yōu)先使用不可燃性材料進(jìn)行充填，可燃材料要有阻燃措施。

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