單一突出厚煤層下行開采下分層過上分層切眼技術(shù)探討

欒青野

摘要：為解決單一突出厚煤層下行開采下分層過上分層切眼問題，提出了下分層工作面?zhèn)涡辈贾玫姆绞浇鉀Q工作面過空頂或未完全跨落區(qū)域的技術(shù)方案及工作面?zhèn)涡辈贾脜?shù);趙固二礦11072工作面?zhèn)涡辈贾矛F(xiàn)場施工后實(shí)現(xiàn)了安全高效回采，對類似條件礦井具有很好的示范作用。

關(guān)鍵詞：單一厚煤層;切眼;下行開采;偽斜;參數(shù)

中圖分類號：TD ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

Abstract：In order to solve the problem of slicing under slicing above slicing in downward mining of single outburst thick seam，the method and parameters of pseudo inclined arrangement for lower level working face are put forward to solve the problem that the working face passes through the empty roof or not completely across the falling area.the safe and efficient mining has been realized after the site construction of 11072 working face in Zhaogu No.2 Coal Mine，which has a good demonstration effect for similar conditions.

Keyword：Single thick seam;cut hole;downward mining;pseudo inclined;parameter.

0引言

趙固二礦主采二1煤層為煤與瓦斯突出煤層，平均煤厚6.16m，屬于厚煤層，受制于現(xiàn)有開采機(jī)械及技術(shù)因素，同時(shí)為了提高資源回采率，工作面多采用分層下行開采，即首先開采上部分層，人工鋪設(shè)假頂，后回采下分層，上、下分層均采用全部跨落法管理頂板。但在下分層回采過程中，發(fā)現(xiàn)上分層回采后，上分層切眼位置頂板未充分跨落，下分層回采至上分層切眼附近區(qū)域時(shí)，出現(xiàn)下分層頂板局部懸空，并集聚有大量瓦斯和老空水，嚴(yán)重制約下分層的安全高效回采，單一突出厚煤層下行開采中下分層如何安全高效推過上分層切眼或空頂區(qū)域成為礦井生產(chǎn)亟待解決的瓶頸問題。

1工程概況

趙固二礦11071、11072工作面位于一盤區(qū)東部，分別為11采區(qū)二1煤層下行開采的上分層、下分層工作面，均采用綜合機(jī)械化走向長臂后退式采煤法，全部跨落法管理頂板;11071工作面設(shè)計(jì)走向長度2108m，傾斜長度182m，采高3.4～3.6m;11072工作面設(shè)計(jì)走向長度2100m，傾斜長度140m，采高2～3m，采用內(nèi)錯(cuò)式布置，11072工作面切眼與11071工作面切眼平行，兩切眼相距20m。工作面推進(jìn)方向與上分層切眼相對位置如圖1所示?，F(xiàn)11071工作面已回采完畢，11072工作面沿人工假頂正在回采。當(dāng)11072回采工作面回采至11071工作面切眼附近時(shí)，施工超前地質(zhì)探孔發(fā)現(xiàn)鉆孔鉆進(jìn)至11071工作面原切眼位置時(shí)，多數(shù)鉆孔有異常瓦斯和水噴出;11071工作面切眼采用錨網(wǎng)索+槽鋼梁聯(lián)合支護(hù)，設(shè)計(jì)斷面尺寸：寬×高=8m×3.5m=28m2，工作面在回采期間采用全部垮落法頂板管理。后經(jīng)分析驗(yàn)證，11071工作面回采后切眼附近頂板未充分跨落，未跨落區(qū)域集聚瓦斯和老空水，超前地質(zhì)探孔鉆孔內(nèi)瓦斯和水為此區(qū)域內(nèi)集聚物，這給11072工作面的安全高效回采帶來隱患，亟待解決11072工作面如何安全高效推進(jìn)的問題。

2工作面布置方式優(yōu)化

2.1工作面布置方式選擇

（1）正常推進(jìn)

因11071工作面切眼附近頂板未充分跨落并集聚有大量瓦斯和老空水，若11072工作面按照正常推進(jìn)方式，將一次性大面積揭露11071工作面切眼未充分跨落區(qū)域，可能引發(fā)冒頂、水害、瓦斯超限等事故[1-2]，正常推進(jìn)安全隱患較大，需選擇合理的工作面布置方式。

（2）工作面調(diào)斜后推進(jìn)

根據(jù)現(xiàn)場情況，提出進(jìn)行11072工作面調(diào)斜，回采期間提前調(diào)整工作面為偽斜布置，避免一次揭露頂分層切眼面積，回采過程中逐步跨越11071工作面切眼區(qū)域，防止因壓力增大發(fā)生冒頂事故，或有積水、瓦斯涌出[3-4]。

2.2工作面調(diào)斜

根據(jù)回采經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)風(fēng)巷超前回風(fēng)巷10m時(shí)，刮板輸送機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾搭接較為合理，同時(shí)為減少推進(jìn)過程中一次揭露老切眼面積，11072工作面調(diào)斜方法為：工作面割煤每次割兩個(gè)機(jī)尾一個(gè)機(jī)頭，必須保證刮板運(yùn)輸機(jī)平直[5-7]，直到機(jī)尾超前機(jī)頭10m。根據(jù)調(diào)斜布置需要計(jì)算工作面?zhèn)涡辈贾媒嵌圈粒?/p>

tanα=L1/L

式中：α—工作面調(diào)斜角度;

L1—回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷相對超前距離;

L—工作面切眼長度。

所以，α≈4°。

由此可知，工作面調(diào)斜4°為宜。

調(diào)斜期間采煤機(jī)加大臥底量，保證采高1.8m～2m;調(diào)斜結(jié)束后工作面開始按一個(gè)機(jī)尾一個(gè)機(jī)頭正常有序組織推進(jìn)，直至11072工作面由機(jī)尾向機(jī)頭方向逐漸通過11071工作面切眼。11072工作面推進(jìn)方向與偽斜布置如圖2所示。

3工作面推進(jìn)過程災(zāi)害防治

3.1瓦斯防治

（1）在11072工作面回風(fēng)巷上分層切眼對應(yīng)位置距頂板不大于800mm，間距1000mm，共施工7個(gè)探放孔。使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機(jī)配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設(shè)探放孔，仰角45°～50°，孔深設(shè)計(jì)施工至11071工作面切眼未完全跨落區(qū)域內(nèi)，使用φ19高壓膠管深入至上分層切眼內(nèi)，另一端與回風(fēng)巷內(nèi)壓風(fēng)管路相連，對上分層切眼進(jìn)行壓風(fēng)，并通過打設(shè)的探放孔將上分層切眼內(nèi)氣體進(jìn)行排出[8] 。

（2）隨著11072工作面的回采推進(jìn)，當(dāng)距離上分層切眼7m時(shí)，在工作面內(nèi)每隔5架向前方打設(shè)探放孔，距頂板500mm。使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機(jī)配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設(shè)探放孔[9] ，仰角15°～20°，孔深以打設(shè)至上分層切眼垮落不實(shí)處為止，進(jìn)行自然排放上分層瓦斯及有毒有害氣體。

（3）每次揭露上分層切眼長度不得超過6m，揭露上分層切眼后需停止割煤，利用自然通風(fēng)，排除揭露上分層切眼內(nèi)的瓦斯或其它氣體后方可繼續(xù)采煤[10] 。過老切眼期間，安排專職瓦檢員，隨時(shí)檢查作業(yè)區(qū)域內(nèi)的瓦斯等氣體。

3.2防治水

在11072工作面回風(fēng)巷和進(jìn)風(fēng)巷設(shè)置臨時(shí)泵坑及應(yīng)急水倉，應(yīng)急水倉內(nèi)多級離心泵及潛水泵保持熱備，并使用雙回路供電，并保證排水管路暢通、可靠，工作面揭露上分層切眼期間加強(qiáng)工作面頂板及上下順槽巷道圍巖觀測，發(fā)現(xiàn)淋水增大時(shí)必須立即停止生產(chǎn)，人員全部撤到安全地點(diǎn)后向調(diào)度室和區(qū)隊(duì)值班匯報(bào)。在原因未查明、隱患未排除之前，不得進(jìn)行任何作業(yè)活動。

3.3防冒頂

隨著11072工作面的回采推進(jìn)，當(dāng)距離上分層切眼5m時(shí)，在工作面內(nèi)每隔10架向前方打探眼，使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機(jī)配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設(shè)探眼，仰角15～20°，孔深深度5～8m。根據(jù)打設(shè)的探眼情況，著重對頂分層切眼采空區(qū)垮落不實(shí)段降低采煤機(jī)的割煤速度，割煤時(shí)頂板要割平，禁止留頂煤、傘檐和臺階，液壓支架采取拉超前架、帶壓擦頂移架的方式減少頂板裸露時(shí)間，減少頂板掉矸，液壓支架頂梁要接頂嚴(yán)密，護(hù)幫板及時(shí)打開，液壓支架初撐力不小于24MPa[11] ;液壓系統(tǒng)必須完好，禁止出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，液壓支架各部件必須齊全，動作靈敏可靠。

4結(jié)論

（1）提出了單一突出厚煤層下行開采中下分層采取工作面?zhèn)涡辈贾玫姆绞浇鉀Q工作面過空頂或未完全跨落區(qū)域的技術(shù)方案及工作面?zhèn)涡辈贾脜?shù);

（2）11072工作面?zhèn)涡辈贾矛F(xiàn)場施工后實(shí)現(xiàn)了安全高效回采，對類似條件礦井具有很好的示范作用。

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（作者單位：河南煤業(yè)化工集團(tuán)焦煤公司趙固二礦）