刨煤機工作面過舊巷回采技術研究與實踐

【摘要】本文對薄煤層過舊巷開采難點技術問題進行研究與分析，采取有效措施，如過舊巷前采取人工墊貨、分段搭木垛及工作面前后頭煤層底板局部爆破等，增大了對頂板的控制，確保了工作面液壓支架過舊巷期間沿工作面煤層間推進，有效避免了冒頂、液壓支架死架、不推溜等問題發(fā)生。

【關鍵詞】薄煤層；刨煤機；舊巷

1、概述

1.1研究背景及意義

我國煤炭儲量豐富，其中薄煤層儲量約為650億t，占全國煤炭儲量的20%（曉南礦0.8-1.7米厚煤層地質儲量占全礦井剩余地質儲量的百分之七十以上），目前我國薄煤層開采技術總體還比較落后，經濟效益差，受斷層及鄰近舊巷等地質因素影響使得許多薄煤層被暫棄不采，造成薄煤層煤炭資源的嚴重浪費。故復雜條件下薄煤層開采技術，是煤礦當前主要技術難題。

1.2主要研究內容

1.2.1分析以往綜采工作面過舊巷開采，主要問題如下

曉南礦早期綜采工作面過舊巷期間遇到了許多影響安全生產的技術難題，如過舊巷時出現片幫、冒頂、液壓支架死架、兩順超前支護頂板下沉量大等問題，是影響綜合機械化開采的難點問題。如出現冒頂、液壓支架死架等問題，將造成工作面停產，不但影響原煤生產、打亂正常生產秩序，還會給安全帶來很大的隱患。

1.2.2優(yōu)化設計，提高回采工藝技術水平

通過優(yōu)化設計提高礦井薄煤層煤炭資源回收率，重點加強薄煤層刨煤機開采在復雜地質條件下的技術工藝攻關與革新。一是提高開采技術及管理水平，避免難采煤層受技術水平限制丟采帶來的資源損失；二是采用形式靈活的工作面布置及開采工藝，有效減少地質構造造成的損失；三是通過刨煤機工作面過舊巷開采技術研究，拓寬刨煤機技術的適用范圍。

2、薄煤層刨煤機綜采工作面過舊巷開采技術研究與實踐

曉南礦SE1416薄煤層綜采工作面受斷層等地質構造影響嚴重，為了最大限度的回收寶貴的煤炭資源，工作面切眼沿斷層掘進多條聯絡道、探煤巷，因此工作面在回采過程中需要通過不同方位角的多條舊巷，并要進行一次加面安裝和一次減面拆除。（如圖1所示）

2.1薄煤層開采工作面礦壓動態(tài)監(jiān)測數據及兩順頂板離層觀測數據分析

2.1.1兩順頂板離層觀測數據分析

在回采工作面兩順巷道每50米設一頂板離層觀測站，周期性觀測統計顯示頂板離層量較小，頂板（砂巖頂板）完整性較好，確定工作面回采周期壓力對巷道頂板完整性的影響較小。

2.1.2薄煤層開采工作面礦壓動態(tài)監(jiān)測數據分析

在工作面的固定支架上安裝礦壓動態(tài)監(jiān)測儀，通過礦壓動態(tài)監(jiān)測儀動態(tài)觀測支架支撐壓力的變化情況，在臨近通過舊巷前半個月內的支架支撐壓力數據分析表明：工作面臨近舊巷及舊巷揭露期間工作面頂板壓力變化基本穩(wěn)定，工作面液壓支架支撐壓力顯現正常，能夠對頂板進行有效支護。與相同頂底板條件、煤層厚度為3米左右的綜采工作面相比，薄煤層工作面相對頂板壓力較小、頂板相對穩(wěn)定，頂板下沉量小，采取措施可有效控制。

2.2刨煤機工作面過舊巷理論分析

隨著刨煤機工作面的推進，工作面舊巷將逐漸揭露，如果不采取有效的措施，就難免在過舊巷初期就發(fā)生液壓支架不接頂、輸送機下沉量大、支架不推溜等問題。究其原因：SE1416工作面煤層平均厚度為1.2米，而綜掘機正常掘進作業(yè)空間為2.3米，在掘進時需破一部分頂板和底板巖石，頂板和底板巖石均需破500-600mm，使舊巷頂底板與煤層頂底板不在同一層位，所以解決工作面過舊巷時出現的技術問題，關鍵就在于使舊巷頂底板層位與煤層頂底板層位相近，舊巷揭露處的液壓支架與工作面其它臨近支架實現有效過渡。具體操作及相關安全技術措施如下：

（1）對舊巷內采取人工墊貨或通過刨煤機掃貨墊貨等方式，使舊巷墊貨后的底板與煤層底板相一致，避免工作面過舊巷期間臨近舊巷支架出現臺階下沉或臺階上升現象，使工作面支架平緩渡舊巷。

（2）過垂直工作面舊巷，除以上所述外，可采取舊巷揭露處的液壓支架挑圓木對頂板進行有效支護，這樣還可避免液壓支架直接與頂板接觸易產生火花，有利于一通三防管理。

（3）當過與工作面近平行的舊巷時，工作面可采取偽傾斜開采，使工作面與平行工作面舊巷間成夾角布置，工作面機尾超前機頭10米，最大限度減少舊巷揭露空間，使舊巷由工作面機尾向機頭逐漸揭露渡舊巷；除舊巷內底板墊貨外，舊巷內要分段搭木垛，即可有效控制頂板，還可確保輸送機正常推溜。

（4）加強對機電設備的檢修和維護，保證工作面的推進速度，防止因突然停采而減緩推進速度，使臨近舊巷的壓力集中區(qū)頂板長期暴露，而誘發(fā)頂板事故。

2.3薄煤層工作面過舊巷現場實踐

本文中所述的薄煤層工作面過舊巷技術研究與實踐，在曉南礦SE1416刨煤機工作面過舊巷期間實際應用，自2011年12月1日工作面開采以來，工作面先后渡過4條舊巷，過與工作面平行舊巷僅用3天時間，在該礦過同類舊巷中是絕無僅有的，從工作面機尾舊巷初次揭露以來，工作面最多同時揭露舊巷達93米，在工作面過舊巷期間未發(fā)生片幫、冒頂、液壓支架死架等現象，即實現了薄煤層工作面過舊巷的綜合機械化開采又解決了煤炭資源的最大限度的回收，為礦井安全生產作出了積極貢獻。

參考文獻

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[4]秦忠誠等編.構造復雜煤層采煤方法[M].中國礦業(yè)大學出版社，2003年9月

作者簡介

張金玉（1963—），男，1984年畢業(yè)于黑龍江礦業(yè)學院采礦工程專業(yè)，現任鐵法煤業(yè)集團公司曉南礦安監(jiān)處長。