西曲礦孤島工作面安全高效回采措施

李旭勤

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司西曲礦，山西 古交 030200）

當(dāng)準(zhǔn)備回采的工作面周圍均為采空區(qū)或者工作面順槽兩側(cè)均為采空區(qū)的工作面，叫作孤島工作面[1-3]。西曲礦12315 工作面井下位于南三盤區(qū)，南部為12316 采空區(qū)，東部為22101 采空區(qū)，北部為12306 采空區(qū)，西部為12304、12305 采空區(qū)。12315 工作面屬于孤島工作面，回采期間，該工作面受相鄰工作面保護(hù)煤柱集中應(yīng)力及采動(dòng)壓力的影響，頂板難以管控，兩幫滾幫嚴(yán)重，不利于工作面的安全高效回采。因此，在12315 工作面有必要采取安全高效回采措施。

1 工作面概況

12315 綜采工作面井上位于原南坪村，地表以山地地形為主，無(wú)河流經(jīng)過(guò)，溝谷低洼處常年無(wú)流水，蓋山厚度約160～238 m，平均厚度約199 m。工作面井下位于南三盤區(qū)，南部為12316 采空區(qū)，東部為22101 采空區(qū)，北部為12306 采空區(qū)，西部為12304、12305 采空區(qū)。各工作面及大巷均留設(shè)保護(hù)煤柱。

2#煤層厚度穩(wěn)定，煤厚為3.98～4.75 m，平均厚4.43 m，煤層結(jié)構(gòu)3.10（0.20）1.10 m，煤層整體傾向西南，傾角2°～7°，一般為4°。2#煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，中下部普遍含有一層泥巖夾石，夾石厚度變化不大。2#煤直接頂板為1.20～3.30 m 的砂質(zhì)泥巖，老頂為2.35 m 的中粒砂巖，底板為8.56 m 的泥巖。該工作面于2020 年4 月2 日初采，至2020 年8 月15 日回采結(jié)束。

2 安全高效回采措施

2.1 初采初放技術(shù)措施

（1）工作面初采初放期間，工程技術(shù)人員嚴(yán)格要求隊(duì)組加強(qiáng)頂幫管理，初采前切眼內(nèi)對(duì)頂板施工切頂卸壓。（2）初采期間，采高控制在3.2 m，嚴(yán)禁超高開(kāi)采。（3）兩巷超前、端頭、切頂支護(hù)必須迎山有力，間排距嚴(yán)格執(zhí)行初采初放安全技術(shù)措施。（4）端面距大于340 mm 時(shí)，支架要及時(shí)超前拉架，以減少空頂面積，在初采期間杜絕出現(xiàn)支架不接頂現(xiàn)象。（5）工作面兩端頭推進(jìn)10 m 后，保證支架接頂嚴(yán)密，端頭維護(hù)及超前維護(hù)單體要支撐有力。初次來(lái)壓頂板冒落前打戧棚，戧棚保證一梁三柱，戧棚材料使用Φ200 mm 紅松圓木配合單體液壓支柱。單體液壓支柱與底板夾角為70°～80°，確保初次來(lái)壓時(shí)工作面的安全。

以往2#煤工作面初次來(lái)壓步距為20～25 m，經(jīng)過(guò)綜采一隊(duì)不懈努力，12315 工作面累計(jì)推進(jìn)18 m時(shí)，老頂全部垮落，縮短了初次來(lái)壓步距，避免了頂板大面積垮落帶來(lái)的一系列安全隱患[4-5]，為工作面的后期回采奠定了基礎(chǔ)。

2.2 端頭及超前支護(hù)技術(shù)

（1）工作面回采期間，因兩巷受遺留煤柱集中應(yīng)力影響，特別是在端頭及超前20 m 范圍內(nèi)，采取打設(shè)π 型梁+單體液壓支柱的措施，一般情況是采用一梁五柱的支護(hù)方式?；夭善陂g，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)壓情況，增加單體，派專人現(xiàn)場(chǎng)跟蹤監(jiān)督，要打好兩巷超前支護(hù)及端頭支護(hù)，確保工作面安全高效回采。

（2）兩端頭密集處必要時(shí)加打戧棚（戧柱），戧棚材料使用Φ200 mm 紅松圓木配合單體，單體與底板夾角為70°～80°，確保初次來(lái)壓時(shí)工作面的安全。

（3）兩端頭的切頂必須打在切頂線上，單體初撐力不得小于90 kN。嚴(yán)禁提前回切頂支護(hù)。

（4）端頭維護(hù)人員在進(jìn)行切頂維護(hù)期間，必須有專人時(shí)刻觀察頂板情況，確認(rèn)有暢通可靠的撤退路線，頂板來(lái)壓有異常響動(dòng)時(shí)要及時(shí)撤出或躲入支架中。

（5）綜采工作面兩端頭、超前維護(hù)所使用的單體液壓支柱，必須對(duì)初撐力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即柱徑為80 mm 的單體實(shí)測(cè)值不低于60 kN，柱徑為100 mm的單體實(shí)測(cè)值不低于90 kN。

2.3 工作面支護(hù)技術(shù)

（1）支架要超前拉架、帶壓移架，以減少空頂面積，及時(shí)打出防片幫板。

（2）工作面來(lái)壓期間，要提高推進(jìn)度；遇頂板破碎時(shí)采用提前掛網(wǎng)維護(hù)頂板的措施，杜絕了頂板冒頂事故的出現(xiàn)；遇煤壁酥松或滾幫嚴(yán)重時(shí)，采取注漿加固煤壁的措施，確保工作面安全高效回采。

（3）回采期間，嚴(yán)禁超高開(kāi)采。

（4）工作面支架不能出現(xiàn)倒架、射架現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象要立即處理。

（5）回采過(guò)程中，每班驗(yàn)收員負(fù)責(zé)檢查泵站壓力和支架初撐力，須保證泵站壓力高于30 MPa，支架初撐力高于24 MPa。

2.4 加強(qiáng)礦壓觀測(cè)

（1）及時(shí)對(duì)頂板在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)綜采支架工作阻力監(jiān)測(cè)報(bào)表分析的結(jié)論及時(shí)對(duì)相應(yīng)的支架采取措施。

（2）回采工作面正副巷100 m 內(nèi)，頂板離層儀與錨桿（索）測(cè)力計(jì)由回采隊(duì)組專門技術(shù)人員每班觀測(cè)一次，100 m 以外的，每天觀測(cè)一次，如果發(fā)現(xiàn)頂板來(lái)壓出現(xiàn)離層，應(yīng)每天觀測(cè)一次。

（3）對(duì)巷道表面位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括頂?shù)装逑鄬?duì)移近量、頂板下沉量、底鼓量、兩幫移近量和巷幫位移量。綜合測(cè)站間距不大于50 m，過(guò)斷層、破碎帶、頂板來(lái)壓等巷道圍巖地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，應(yīng)適當(dāng)縮小間距，并加強(qiáng)支護(hù)。

2.5 加強(qiáng)安全管理

工作面回采期間，加強(qiáng)安全管理，生產(chǎn)過(guò)程中各環(huán)節(jié)要及時(shí)采取措施，設(shè)備檢修、保養(yǎng)要得力，避免生產(chǎn)組織走彎路；進(jìn)一步加大職工的安全技術(shù)培訓(xùn)力度，特別是電工和采機(jī)工等關(guān)鍵工種的培訓(xùn)；雙重預(yù)防工作機(jī)制貫徹落實(shí)要徹底，堅(jiān)持做到“防風(fēng)險(xiǎn)，除隱患，遏事故”，確保安全生產(chǎn)平穩(wěn)有序的發(fā)展。

3 效果分析

經(jīng)過(guò)分析處理12315 工作面回采期間四個(gè)多月以來(lái)的礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，表面位移量相對(duì)較小，均在合理范圍內(nèi)，具體情況如下：頂?shù)装逑鄬?duì)移近量最大為195 mm，最小為24 mm，平均為112 mm；頂板下沉量最大為85 mm，最小為15 mm，平均為53 mm；底鼓量最大為110 mm，最小為22 mm，平均為74 mm；兩幫移近量最大為273 mm，最小為57 mm，平均為168 mm。經(jīng)分析頂板離層儀和錨桿錨索應(yīng)力數(shù)值，頂板無(wú)明顯離層情況，錨桿錨索無(wú)明顯應(yīng)力變化。經(jīng)分析綜采工作面支架及超前支護(hù)工作阻力監(jiān)測(cè)報(bào)表可知，支架初撐力前柱壓力為25～32 MPa，后柱壓力為24～29 MPa，均滿足要求；正巷超前支護(hù)阻力11.7～12.9 MPa，副巷超前支護(hù)阻力為10.9～12.3 MPa。綜上分析礦壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，12315 工作面回采期間，實(shí)現(xiàn)了安全高效回采，避免了采動(dòng)壓力影響帶來(lái)的安全隱患。

12315 工作面的安全高效回采，具有良好的安全和經(jīng)濟(jì)效益，按照噸煤利潤(rùn)400 元估算，可產(chǎn)生約283.16 萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

本文主要采取初采初放技術(shù)措施、加強(qiáng)端頭支護(hù)及超前支護(hù)、加強(qiáng)工作面支護(hù)、加強(qiáng)礦壓觀測(cè)、加強(qiáng)安全管理等五個(gè)措施，解決了該礦孤島工作面回采期間頂板壓力大、圍巖破碎等問(wèn)題，保證了12315 孤島工作面的安全高效回采，取得了良好的效果，該技術(shù)對(duì)西曲礦類似地質(zhì)條件的工作面具有重要的參考價(jià)值。