試析綜采工作面安全快速高效過陷落柱技術(shù)

（棗莊礦業(yè)集團礦業(yè)管理有限公司太岳分公司，山東 棗莊 277100）

陷落柱是井下采礦工作面常見的一種地質(zhì)構(gòu)造，在一定程度上破壞可采礦層，減少礦產(chǎn)整體產(chǎn)量，影響正規(guī)采礦；陷落柱附近礦層頂板破碎易發(fā)生冒頂片幫事故，礦井在接近陷落柱時工作面瓦斯涌出量可能急劇增大，易發(fā)生瓦斯事故，帶壓開采礦井遇導水陷落柱時可能發(fā)生礦井突水事故，對礦礦安全生產(chǎn)造成影響。因此，工作面過陷落柱應(yīng)該選擇合適方法，且制定過陷落柱的安全措施，提升綜采工作面過陷落柱的速度，以此來確保安全推過工作面陷落柱。提升礦井的綜合經(jīng)濟效益。

1 關(guān)于陷落柱概述

巖溶是發(fā)育廣泛分布在石灰?guī)r地層中的，由于流動的地下水經(jīng)過長時間的溶蝕作用最終形成。在石灰?guī)r中溶洞發(fā)育越來越成熟，通過地下水的持續(xù)不斷溶蝕，洞穴就會越來越大。在地質(zhì)構(gòu)造力與上部覆蓋巖層重力的作用下，有一部分溶洞會出現(xiàn)裂縫，嚴重的還會出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，在這種條件下覆蓋在最上邊的礦系地層就會開始出現(xiàn)陷落，礦層就開始遭到嚴重破壞，由于這種塌陷呈現(xiàn)出來的是一種圓形或者不規(guī)則的橢圓形柱狀體，因此被稱為陷落柱。

陷落柱的主要特征體現(xiàn)在以下幾點：第一點，陷落柱總體形態(tài)呈現(xiàn)一種上小下大的不規(guī)范形狀[1]。它們在水平切面上主要呈現(xiàn)出來的是一種橢圓或者扁圓形，直徑大小也存在很大不同。第二點，陷落柱的巖石棱角分明，整體形狀不規(guī)范，排列順序紊亂，大小混雜，在一定程度上為黏土填充進行粘結(jié)。例如在某一層位觀察陷落柱中的巖塊特征，在一定程度上能夠發(fā)現(xiàn)它們之間是來自同一層位置上的巖層與礦層。第三點，陷落柱和圍巖的接觸界面呈現(xiàn)一種不規(guī)則鋸齒形狀，界線也非常明顯，整體接觸面中的角度呈現(xiàn)上大下小，通常在55°～87°兩者之間，76°是最常見的，接觸過程中的圍巖產(chǎn)狀也都是屬于正常范圍，同時接觸帶中的礦層與頂?shù)装逡膊淮嬖跔窟B現(xiàn)象的發(fā)生，當接近陷落柱到4m～6m時，巖層中的裂隙就會開始逐步發(fā)育，礦層就會顯示破碎的形狀，在這種情況下就能夠看見落差不大的小正斷層，斷層的整體走向和柱體兩者之間呈現(xiàn)出來的是一種相切的狀態(tài)。在陷落區(qū)中的邊緣地帶有的柱內(nèi)會出現(xiàn)干燥無水的狀態(tài)，第四點，地貌上陷落區(qū)中的形狀絕大多數(shù)呈現(xiàn)出來的是一種橢圓形或者扁圓形的陷落盆地。外圍中的巖層形狀呈現(xiàn)出來一種正常、連續(xù)性狀態(tài)，盆地中會常常被其他不同地層中的巖礦碎塊來進行填充，沒有層序，并且呈現(xiàn)出來一種混亂的堆積狀態(tài)。第五點，陷落柱錐形體中的中心軸和巖層層比較相似，呈現(xiàn)出來垂直的狀態(tài)。因此，在傾斜巖層里邊的陷落柱就會開始發(fā)生歪斜，在水平投影圖中其他礦層中的陷落柱范圍也不是進行完全的重疊。

2 地質(zhì)構(gòu)造與合茬之前的準備

第一點，確定過陷落柱范圍，要想防止其他丟礦的現(xiàn)象發(fā)生，在進行快速合茬之前，一定要提前確定陷落柱的應(yīng)用范圍。在對其進行邊探邊掘的過程中，來進一步確定陷落柱推進方向的外部范圍，在施工聯(lián)絡(luò)巷一的狀態(tài)下，再從皮帶順槽陷落柱中的揭露處應(yīng)用打探眼的方式來確定整個工作面的應(yīng)用范圍。

第二點，工作面地質(zhì)狀況，工作面地質(zhì)構(gòu)造是一個復(fù)雜的過程，在對其進行掘進的過程中，軌道順槽會在短時間內(nèi)揭露出來兩個陷落柱構(gòu)造，皮帶順槽在一定程度上還能夠揭露出來兩個陷落柱的整體構(gòu)造。當陷落柱是一種弱充水型時，主要應(yīng)用的填充物包括：泥巖、細砂巖、肉紅色粗砂巖、灰?guī)r塊等。在就能夠有效避免工作面在進行推進過程中直接越過陷落柱，在工作面后期進行施工過程中還可以沿著陷落柱提前進行施工輔助順槽與聯(lián)絡(luò)巷，這樣在一定程度上就能夠減小對回采工作產(chǎn)生的影響。

第三點，工作面應(yīng)用SGZ750/350型號的刮板輸送機，這種型號輸送機中的溜頭與溜尾都是一種特殊節(jié)，在所有條件都結(jié)束以后，在一定程度上就可以把礦機運行到陷落柱以下中的正?；夭啥?，其他多余電纜再進行回縮，進而造成刮板輸送機開始解體，在對正常溜槽進行操作過程中一般都會回撤四節(jié)，再把溜頭段中的四節(jié)中的特殊節(jié)運送到陷落柱以下回采段來進行合茬。

第四點，當把工作面推進到其他輔助順槽貫通之前，會提前在輔助順槽內(nèi)部中來鋪設(shè)好運輸設(shè)備，并且還應(yīng)該準確計算好和輔助順槽中的間距，來開展撤面造條件工作。當工作面內(nèi)造條件中的長度和輔助順槽為同一個界限時，其他正常的工作面會進一步延展到3.2m以上，以此來保證后期撤面時中掩護架的順利完成。

工作面造條件與合茬期間注意事項：①在正常推進工作面和聯(lián)絡(luò)巷合茬之前，一定要提前對正常推進段來進行調(diào)面，只有這樣才能夠保證工作面和聯(lián)絡(luò)巷一內(nèi)原安設(shè)中的支架進行正常合茬。②溜頭段有底托盤，在整體運輸流頭四節(jié)特殊節(jié)之前，應(yīng)該對底托盤中的寬度進行全面測量，并且提前清理好各種運輸路線，進而保證整個運輸工作能夠順利開展。③溜子合茬在應(yīng)用礦機拖曳電纜時，一定要安設(shè)更多人來沿工作面電纜槽進行沿途查看，這樣在一定程度上能夠防止電纜在日常運行中出現(xiàn)阻礙，當?shù)V機到達溜頭之后這部分電纜就應(yīng)該及時安設(shè)電纜夾來進行保護。④當工作面推進到輔助運礦順槽進行貫通之前，必須在最短時間內(nèi)計算好和貫通點之間的距離，進而保證造完條件之后的巷道能夠有效貫通。

3 控制頂板與截割陷落柱部分技術(shù)

當陷落柱巖石處于較低強度的條件下時，可以充分借助采礦機來進行割巖，在進行割巖的過程中一定要積極貫徹后滾筒割底巖與前滾筒割頂巖。這樣在一定程度上能夠有效避免拉架中頂板掉矸中冒頂現(xiàn)象出現(xiàn)，當陷落柱中少數(shù)部分在某一范圍之內(nèi)時，可以充分借助鋪設(shè)塑編網(wǎng)的方式順著工作面的方向來架設(shè)棚護頂傾向中的方法。當?shù)V墻巖體處于松軟的狀態(tài)下時，再把木錨桿打在礦壁和對巖體進行固結(jié)上面。這個時候工作面就會出現(xiàn)片幫，趁此機會把護幫板和伸縮梁來伸出來，當端面距離處于比較大的時候，再實施超前支護。解決超寬端面距的主要發(fā)展策略是：再依據(jù)礦壁移架中的發(fā)展現(xiàn)狀和壁片幫尺寸的方式來進行確定。因此，一定要熟練掌握支架操作過程中擦頂帶壓拉架的現(xiàn)象發(fā)生。這樣在某種程度上能夠有效避免頂板掉渣現(xiàn)象的發(fā)生。陷落柱巖石中的頂板完整部分與膠結(jié)兩者之間是處于一種比較緊密的狀態(tài)，通常情況下是不會使用鋪網(wǎng)護頂?shù)姆椒?，可以直接性的進行拉架。

4 結(jié)語

綜上所述，特殊地質(zhì)構(gòu)造是一個復(fù)雜的過程，通過在特殊地質(zhì)構(gòu)造中應(yīng)用綜采工作面快速高效平推硬過陷落柱開采技術(shù)在一定程度上會減小特殊地質(zhì)構(gòu)造過程中對工作面回采產(chǎn)生的影響，進而實現(xiàn)提升礦產(chǎn)資源整體回收率的目的，同時還能夠取得更大的經(jīng)濟效益。綜采工作面能夠在短時間內(nèi)繞陷落柱開采工藝，進而為礦產(chǎn)企業(yè)在大采高復(fù)雜地質(zhì)條件中的工作面設(shè)計與回采工藝提供更多技術(shù)根據(jù)。