紅會(huì)一礦小窯破壞區(qū)1607工作面復(fù)采技術(shù)研究

文/郝永信

（作者系甘肅靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司紅會(huì)一礦礦長(zhǎng)）

一、工作面概況

工作面井下位于六采區(qū)東南部，六采區(qū)一探巷距工作面邊界聯(lián)巷26～74m，工作面南部與1605綜放工作面相鄰（2008年3月20日回采結(jié)束）；工作面北部為未開(kāi)采區(qū)；東部接近井田邊界；西部與1601、1602綜放工作面相鄰。

工作面含煤地層為侏羅系中統(tǒng)（J2），煤巖類(lèi)型以半暗型為主，次為半亮型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，賦存較穩(wěn)定。 煤層走向 104°～185°， 傾向SW～NW，傾角 3°～16°，平均 8°，工作面范圍內(nèi)西部較厚，東部變薄，最大厚度17.16m，最小厚度2.8m，平均厚度10.52m，煤層普氏硬度系數(shù) f=2.5～3.8，容重 1.35t/m3。 老頂為粗砂巖，直接頂泥巖與中砂巖及少量細(xì)砂巖互層，偽頂泥巖含植物化石碎片，直接底細(xì)砂巖，老底為粉砂巖。

二、小窯破壞情況

紅會(huì)煤田煤層賦存穩(wěn)定，厚度大，便于開(kāi)采。但由于小窯通常采用房柱式采煤方法進(jìn)行回采，巷道布置縱橫交錯(cuò)，雜亂無(wú)章，極不規(guī)則，其采空區(qū)一般呈蜂窩狀，且留設(shè)大量煤柱，煤炭回收率僅為20%左右，大量資源被遺棄。同時(shí)在超層越界破壞性開(kāi)采時(shí)經(jīng)常與大礦貫通，形成很多漏風(fēng)通道，導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)聚積大量有害氣體，易引起煤炭自燃。另外，因小窯開(kāi)采后對(duì)煤層頂板含水隔離層造成破壞，使含水層水導(dǎo)入采空區(qū)，造成老空、老巷大量積水。因此，小窯破壞性開(kāi)采后在煤層內(nèi)會(huì)形成不規(guī)則的水、火、瓦斯等災(zāi)害區(qū)域，使80%左右的資源人為滯留在破壞區(qū)。

根據(jù)1607工作面巷道掘進(jìn)揭露，該工作面西部小窯破壞較為嚴(yán)重，有大量小窯空棚、空巷存在，影響工作面的復(fù)采。

三、復(fù)采前小窯破壞區(qū)的探測(cè)及治理

1.小窯破壞區(qū)的探測(cè)

采用FDG-A防爆多功能高密度電法儀、KDZ1114-3型便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀超前探測(cè)巷道掘進(jìn)前方小煤窯破壞范圍及積水等災(zāi)害情況，基本界定小窯破壞區(qū)域的范圍，再適當(dāng)打鉆孔進(jìn)一步確定其準(zhǔn)確位置及積水等災(zāi)害情況，提前采取針對(duì)性的措施對(duì)小窯破壞性開(kāi)采形成的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)處理，防止發(fā)生透水等災(zāi)害事故，確保巷道掘進(jìn)過(guò)程中的安全生產(chǎn)。

針對(duì)直流電法儀和便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀探測(cè)所圈定的地質(zhì)異常區(qū)分布情況，在巷道掘進(jìn)過(guò)程中有針對(duì)性地在巷道兩側(cè)布置鉆場(chǎng)或在掘進(jìn)迎頭施工鉆孔進(jìn)行探測(cè)，對(duì)地質(zhì)異常區(qū)的距離和范圍進(jìn)行驗(yàn)證和界定，提前疏放小窯采空區(qū)的積水，保證掘進(jìn)過(guò)程中的安全。

在長(zhǎng)鉆探測(cè)正常區(qū)域內(nèi)，每掘進(jìn)3.2m采用節(jié)式鉆桿探測(cè)一次；在長(zhǎng)鉆探測(cè)異常區(qū)域，施工窩頭距離異常區(qū)域5～10m范圍內(nèi)，巷道每掘進(jìn)1.6m探測(cè)一次；施工窩頭距異常區(qū)域5m范圍以?xún)?nèi)，巷道每掘進(jìn)0.8m探測(cè)一次。每班施工前，必須在巷道正前、兩幫、巷頂、巷底布置5.0m深的短鉆孔進(jìn)行探測(cè)，若短鉆孔施工不符合規(guī)定，必須停止工作面正前掘進(jìn)。

2.小窯破壞區(qū)的治理

通過(guò)對(duì)小窯破壞區(qū)域特征的研究分析，在工作面掘進(jìn)過(guò)程中，充分利用鉆孔資料，對(duì)采集的有害氣體、溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，確定巷道正前和外圍小窯空棚、空巷的分布狀況，有針對(duì)性地采取掘前預(yù)灌和隨掘隨灌的防滅火技術(shù)。

在回采期間主要利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和對(duì)采空區(qū)進(jìn)行隨采隨灌、注氮等綜合防滅火技術(shù)。為防止工作面前方小窯破壞區(qū)二次發(fā)火，堅(jiān)持多點(diǎn)不間斷循環(huán)灌漿，進(jìn)一步充填工作面前方小窯破壞區(qū)。通過(guò)實(shí)施以上防滅火技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工作面安全掘進(jìn)和回采。

四、小窯破壞區(qū)復(fù)采

1.巷道布置及支護(hù)方式

1607綜放工作面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷、開(kāi)切眼等回采巷道采用U型方式布置，沿煤層底板掘進(jìn)，工作面走向與煤層走向基本一致，相鄰工作面留設(shè)7m的隔離煤柱。煤層完整區(qū)域巷道幫部采用ф20×1800—700mm的樹(shù)脂錨固劑螺紋鋼錨桿，鋪設(shè)12#鉛絲菱形網(wǎng)支護(hù)。在小煤礦破壞區(qū)域巷道幫頂破碎無(wú)法打注錨桿時(shí)采用架梯形木棚支護(hù)；幫頂堅(jiān)硬完好能打注錨桿時(shí)采用錨網(wǎng)架梯形木棚聯(lián)合支護(hù)，棚距 0.4～0.8m。

工作面機(jī)道斷面形狀為三心拱形，回風(fēng)巷、中間巷、爆破巷斷面形狀為半圓拱形，切眼斷面形狀為圓角矩形。機(jī)道凈斷面12.71m2?；仫L(fēng)巷凈斷面10.23m2，中間巷掘進(jìn)斷面9.0m2，爆破巷凈斷面6.16m2。切眼凈斷面20.30m2。

2.小煤礦破壞區(qū)域巷道斷面形狀及斷面尺寸

小煤礦破壞區(qū)巷道均選用梯形斷面，其中機(jī)道凈斷面11.60m2，回風(fēng)巷、中間巷凈斷面8.99m2，爆破巷凈斷面7.8m2。

3.主要配套設(shè)備

電牽引采煤機(jī)MG300/700-QWD型1臺(tái)，前刮板輸送機(jī)SGZ764/500型1臺(tái)，后刮板輸送機(jī)SGZ830/800型1臺(tái)，轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ830/250型1臺(tái)，破碎機(jī)PLM-1500型1臺(tái)，端頭支架ZZFT7200/20/30型 1架，過(guò)渡支架ZZFG5200/19/32型6架，基本架ZZF5200/19/32型106架。

4.回采工藝

采煤機(jī)中部斜切進(jìn)刀，單向下行割煤,上行裝底煤，往返一次進(jìn)一刀，截深0.6m。在小窯破壞區(qū)時(shí)采用后滾筒割頂煤，前滾筒割底煤，這樣有利于及時(shí)移架護(hù)頂、護(hù)幫。

工藝流程：接班檢修→上中段斜切進(jìn)刀割三角煤→上端頭作業(yè)→下行割煤追機(jī)移架→下端頭作業(yè)→上行掃底裝煤→移前部輸送機(jī)→76#～113#支架移到位后開(kāi)始第一段放煤，38#～75#支架移到位后第二段放煤，1#～37#支架移到位后開(kāi)始第三段放煤→按分段依次放煤，直到見(jiàn)矸→拉移后部輸送機(jī)→進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)→文明生產(chǎn)→驗(yàn)收交班。

工作面采用“一采一放”的回采工藝，一班兩個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度為0.6m。兩班生產(chǎn)、一班檢修組織作業(yè)。

五、結(jié)論

小窯破壞區(qū)域的煤層及其頂板完整性遭到破壞后，往往存在水、火、瓦斯等多種自然災(zāi)害，通過(guò)探測(cè)治理，強(qiáng)化頂板管理，在小窯破壞區(qū)域復(fù)采遺留的煤炭資源在技術(shù)上是完全可行的。在小窯破壞區(qū)回收煤炭資源不僅可以延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，同時(shí)可以取得較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)計(jì)算，小窯破壞區(qū)域復(fù)采的煤炭資源回收率可以達(dá)到75%～80%。

在小窯破壞區(qū)域采取電法勘探、地質(zhì)探測(cè)儀探測(cè)、鉆探等綜合物探技術(shù)，通過(guò)對(duì)探測(cè)資料經(jīng)過(guò)科學(xué)分析研究后，確定小窯破壞范圍和破壞程度，合理布置綜放工作面，形成合理完善的綜放開(kāi)采生產(chǎn)系統(tǒng)，最大限度地回收煤炭資源，為同類(lèi)條件下綜放工作面設(shè)計(jì)布置提供了借鑒。