下分層工作面安全開采技術(shù)研究

戴 鵬

(中國平煤神馬集團 十一礦，河南 平頂山 467000)

1 工作面基本條件

1.1 采煤工作面概況

工作面位置，該工作面位于二水平己二采區(qū)東翼，西起東翼軌道下山，東至于井田邊界保護(hù)煤柱線(50 勘探線西32.5m處);工作面范圍，可采走向長度1375.38m～1406.51m，平均1390.95m。工作面傾斜長為154.6m～161.6m，平均156.7m;與鄰近煤層及采區(qū)關(guān)系，己16－17－22072 工作面為下分層布置，南為已回采結(jié)束的一水平己七采空區(qū)，北為己16－17 原生煤體，上部為已回采結(jié)束的上分層己16－17－22071 采空區(qū);與地面相對位置，風(fēng)巷標(biāo)高為－586.70m～－602.51m，平均－594.61m;機巷標(biāo)高為－642.09m～－660.85m，平均－651.47m。對應(yīng)地面標(biāo)高為127.0～136.0m;工作面與地面建筑物關(guān)系，對應(yīng)地表為農(nóng)田，地勢北高南低，回采對地面無影響。

1.2 采煤工作面的地址條件

(1)地質(zhì)構(gòu)造。該工作面位一北東傾向的單斜構(gòu)造，51 勘探線以東和以西各200 米范圍內(nèi)煤層走向變化較大，由N:109°增大到N:142°，其它區(qū)域一般為N:120°。煤層傾角15°～26°，一般為21°，局部受斷層影響達(dá)30°。

(2)水文地質(zhì)及其它。該回采工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜。在回采期間，主要受淺部與其相鄰的一水平己七老空水和頂板砂巖水的影響。一水平己七老空最深水平工作面為己16－17－17141 工作面，己七老空水均匯聚于該面老空，并通過－593 泄水巷泄出，老空內(nèi)無靜水聚積。根據(jù)以往觀測，己七老空動水正常補給量約45.0m3/h，雨季時可達(dá)80.0m3/h。預(yù)計老空及頂板砂巖總充水量:正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。將直接影響工作面回采。

2 安全開采技術(shù)措施

2.1 管理直接頂板(人工假頂)的措施總結(jié)

下分層工作面安全回采的重點是對直接頂板(工人假頂)的管理。己16－17－22072 工作面前立刻套支3.2m 的小鋼梁，可以采用小桿嚴(yán)密背頂，割煤時，割煤機滾筒距塑料網(wǎng)假頂大約0.2m，這樣可以保護(hù)假頂，避免造成漏頂;同樣在割煤后也必須及時掛梁、嚴(yán)密背頂及把小鋼梁竄至煤壁眼前，工作面前要打好臨時支柱，同時也必須要保證掛梁、臨時支柱與背頂?shù)馁|(zhì)量。

2.2 保證支護(hù)質(zhì)量的措施總結(jié)

平煤股份礦己16－17－22072 工作面在支護(hù)設(shè)計方面，必須要考慮“護(hù)”“支”“讓”三則皆兼顧的原則，根據(jù)平煤股份礦礦壓所多年來的研究結(jié)果顯示，合理選擇支護(hù)參數(shù)，嚴(yán)格按照規(guī)章制度要求支護(hù)密度，柱距由0.8m 減少到0.65m，嚴(yán)格支柱的支設(shè)質(zhì)量，狠抓了支柱的初撐力和迎山力，保證了工作面的支護(hù)質(zhì)量。

2.3 保證支柱初撐力的措施總結(jié)

下分層工作面直接頂板大豆采用人工假頂，在整體性方面不好，易破碎，支架變形情況比較突出，支柱的初撐力一般在正常情況下很難達(dá)到90kN，鑒于這樣的特點，需要制定專門措施，保證以來工作面支柱的初撐力在70kN 以上，至少不低于70kN，超前支護(hù)支柱的初撐力應(yīng)高于50kNa，支柱嚴(yán)格執(zhí)行多次注液制度，安監(jiān)員、工長以及盯班干部都要做到隨時對支柱的初撐力進(jìn)行檢查，當(dāng)出現(xiàn)問題時能夠及時補液，確保工作面的支護(hù)強度滿足要求。

2.4 防止支架變形和出現(xiàn)網(wǎng)兜的措施總結(jié)

通常情況下下分層工作面頂板膠結(jié)穩(wěn)定性不好，直接頂板局部受力變形嚴(yán)重，進(jìn)而容易在支架升柱時出現(xiàn)變形事故，并且在兩路頂梁之間也很容易形成網(wǎng)兜，引發(fā)漏頂事故，為此，我們需要采取一些措施比如在升柱時不能留有空隙，避免空頂空肩等等。

2.5 溜頭、溜尾及上下出口的管理措施總結(jié)

溜頭與溜尾處頂板懸露面積通常比較大，當(dāng)受到工作面前方支承壓力的作用下，順槽與頂板上下兩幫煤體預(yù)先遭受到破壞，但程度并不相同。為此我們可以采用五對十架3.8m的長鋼梁支護(hù)的措施，具體是其中一對托住棚頭，鋼梁采用交錯前移的方法。出口處容易受到超前壓力的作用，支架變形，高度不夠，對通風(fēng)行人有一定的影響。

3 各生產(chǎn)及輔助系統(tǒng)的設(shè)計說明

3.1 供水防塵系統(tǒng)

(1)防塵系統(tǒng)設(shè)計說明。該工作面為綜合機械化采煤，屬己組煤層，呈粉沫狀，易造成煤塵飛揚，導(dǎo)致工作面及兩巷煤塵堆積。為此特設(shè)計如下防塵系統(tǒng)，并采取針對性措施，達(dá)到降塵目的。(2)防塵系統(tǒng)設(shè)計。A、、從己二東翼軌道下山主供水水管向己16－17－22072 機、風(fēng)巷各排設(shè)一趟防塵管路，向兩巷及工作面各用水點供水。B、工作面間隔10m(7 架)設(shè)一道架間水幕，霧化效果好，割煤、拉架時打開噴霧。C、風(fēng)巷口煤壁向外50m 范圍內(nèi)設(shè)置兩道凈化水幕，間距10～20m，機巷設(shè)一道，割煤、拉架過程中，凈化水幕打開，霧化效果好，覆蓋巷道全斷面。E、工作面機頭、機尾、機巷轉(zhuǎn)載機、皮帶運煤各轉(zhuǎn)載點設(shè)噴霧，開機時必須灑水。F、采煤機安設(shè)內(nèi)外噴霧，開機時必須打開噴霧。G、機風(fēng)兩巷班班有專職防塵工灑水滅塵，風(fēng)巷超前替棚段每班至少沖塵兩次。H、工作面煤壁設(shè)專職人員進(jìn)行煤層注水。

3.2 排水系統(tǒng)

設(shè)計說明。A、該回采工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜。在回采期間，主要受淺部與其相鄰的一水平己七老空水和頂板砂巖水的影響。預(yù)計頂板正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為17m3/h。預(yù)計己七老空水充入工作面正常涌水量20.0m3/h，最大涌水量34.0m3/h?？偝渌?正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。B、根據(jù)水文地質(zhì)情況，該面風(fēng)巷布置不小于80m3/h 的排水系統(tǒng)。機巷布置不小于80m3/h的排水系統(tǒng)。C、各排水系統(tǒng)必須正常維修，水泵正常運轉(zhuǎn)五臺，備用一臺，保證積水正常及時排出。D、機巷必須設(shè)置正規(guī)水泵窩，有足夠容水體積。

3.3 安全監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)說明。A、在風(fēng)巷口以里10～15m 處布置一個甲烷傳感器T1、一個溫度傳感器P1 和一個一氧化碳傳感器C1;在機、風(fēng)巷工作面煤壁向外5～10m 處布置一個甲烷傳感器T2、T3;兩個甲烷傳感器均實現(xiàn)瓦斯電閉鎖。風(fēng)巷兩道風(fēng)門外不大于10m 布置一個防逆流甲烷傳感器T4。T1、T2 報警值為0.5%、斷電值為0.7%，復(fù)電值為小于0.5%，T3 報警值為0.5%，斷電值為0.5%，T1、T2、T3 均實現(xiàn)瓦斯電閉鎖，C1 報警值為0.0024%，P1 為風(fēng)巷人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，P2 為機巷人員定位監(jiān)測系統(tǒng)。B、風(fēng)巷走向長度超過1km 時，在風(fēng)巷中間安設(shè)一個甲烷傳感器T5，T5 報警值為0.5%、斷電值為0.7%，復(fù)電值為小于0.5%，當(dāng)風(fēng)巷走向長度低于1km 時，再把此甲烷傳感器拆掉，該甲烷傳感器必須也實現(xiàn)瓦斯電閉鎖。C、特殊工種入井必須佩帶便攜式甲烷檢測儀，且工作面上隅角必須懸掛一個，及時掌握此處的瓦斯?jié)舛?。D、通風(fēng)部門要派專業(yè)人員對甲烷傳感器、監(jiān)測線路定期調(diào)試、維修。

4 結(jié)語

下分層工作面安全開采技術(shù)研究工作盡管在諸多方面取得了很多成績，在各礦區(qū)也逐步推廣開來，但是該技術(shù)當(dāng)前還并不完全成熟，在很多方面還有待進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，我堅信在我們煤礦工作人員的努力下肯定會做的更好，從近幾年取得的長足進(jìn)步來開，下分層工作面安全開采技術(shù)研究肯定會變得更加好，為煤礦事業(yè)的貢獻(xiàn)也很大。

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