薄煤保護層綜采工作面過穿心石門安全技術(shù)研究

余有存

摘要：綜采工作面一般走向較長，為行人、通風(fēng)、運輸方便經(jīng)常掘進聯(lián)絡(luò)石門，但過穿心石門的情況不多見，尤其在薄煤保護層中牽涉到瓦斯治理的難度。本文針對5121C15薄煤保護層綜采工作面在回采過程中穿過-780中央石門，在頂、底板管理和“一通三防”管理方面采取的安全技術(shù)進行了總結(jié)，具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：薄煤保護層綜采穿心石門頂、底板管理安全技術(shù)“一通三防”治理技術(shù)

0引言

淮南礦業(yè)集團謝一礦回采的5121C15薄煤保護層綜采工作面在回采過程中，將穿過780中央石門。該石門支護方式為U型棚加錨噴支護，工作面通過該石門程序為：工作面在石門下方→工作面穿透石門→作面進入石門上方，將給工作面頂?shù)装骞芾韼順O大安全威脅。另外由于工作面過石門期間，受采動影響，石門部分區(qū)域巷道將受到嚴(yán)重破壞。透采空區(qū)段和采空區(qū)連通，受漏風(fēng)的影響、通風(fēng)系統(tǒng)的改變、大氣壓的變化可能會導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)瓦斯氣體的涌出，將會嚴(yán)重影響工作面安全生產(chǎn)。為了確保工作面安全通過780中央石門，特制定了以下的技術(shù)方案。

1工作面地質(zhì)概況

5121(5)工作面南起望井工廣煤柱線及F13--4-1斷層，北至F12-11斷層：C15煤層總厚0.39～1 31 rn，平均1.0m，煤層傾角19°～22°，平均20°；工作面設(shè)計走向長1340米，傾斜長150-195米；上風(fēng)巷標(biāo)高-706m，下機巷標(biāo)高-780m，切眼布置在-780m中央石門以南約20米位置，收作線在V-VI線以南約125米位置。

2采煤方法及回采工藝簡介

2.1開采方法51 21(5)工作面屬保護層開采，考慮到工作面煤層薄，為盡快打開被保護層，采用薄煤層綜合機械化走向長壁后退式回采，全部垮落法管理頂板。

2.2回采工藝①工藝流程：煤機自上端頭斜切進刀一移機尾一反向割三角煤一下行割煤一移架一抵車一下端頭斜切進7]--,移機頭一反向割三角煤一上行割煤。②進刀方式：采用端頭斜切進刀，反向割三角煤方式，往返一次進兩刀。③支護方式：采用ZY5000／8.5，17D型掩護式液壓支架及機頭、機尾各三架ZY5000／1 1／26D型掩護式端頭液壓支架支護頂板。④落煤方式：采用MG2×1 60／71 0-WD型雙滾筒采煤機落煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤。

3工作面過石門段技術(shù)方案

3.1過石門期間頂板管理技術(shù)方案

3.1.1過石門前處理方案提前走向30米將-780m中央石門中的U型棚、絞車、軌道、臺階、電纜、風(fēng)管、水管、排水管及其他管路，拆除運走，具體分工如下：①回收：負責(zé)拆除780m中央石門中的各種管路；-780m中央石門中頂板見C15煤層處向南12m的替U型棚工作(該12米段為一780m中央石門中頂板見C15煤處向南至底板見C15煤段)：拆除780m中央石門中的起吊梁及絞車。②運輸：負責(zé)拆除780m中央石門中的軌道。③修護：負責(zé)在一780m中央石門中裝設(shè)木垛。④替棚要求：采用一梁兩柱全坑木棚將780m中央石門中見C15煤層處向南12m段U型棚替換掉，替棚時嚴(yán)格按照先套后回的原則進行，支柱采用帶牙口圓木。⑤裝木垛要求：a-780m中央石門中項板見C15煤處向東10m至向西20m范圍內(nèi)裝“#”型空心木垛：頂板見C15煤處向西10m至25m范圍內(nèi)裝實心木垛：頂板見C15煤處向西25m至30m范圍內(nèi)裝空心木垛。b裝設(shè)木垛前，必須把該段墟矸及雜物清理干凈，確保木垛裝在實體上。c裝設(shè)木垛時，木垛要垂直頂?shù)装宀⒂媚拘ù蛏蟿?，木垛的木料要十字交叉對齊、垂直。實心木垛的木料之間必須密實，不留空隙。

3.1.2過石門期間頂板管理安全技術(shù)過石門期間，石門對工作面頂板影響段為工作面下端1架一17架范圍，重點加強該段工作面頂板管理。①工作面過780m中央石門期間，基本支架采高必須控制在1.5～1.6m，嚴(yán)禁超高回采。②工作面過-780m中央石門期間，采煤機割煤至下端頭55m范圍，如頂板破碎，必須超前管理煤壁及頂板，及時拉架。③工作面揭露中央石門后，煤機立即停止割煤并后退煤機，采用人工刨煤，人工拆除外露的木垛，嚴(yán)禁用煤機硬割木垛。拆除木垛時使木垛與工作面正常段頂、底板沿走向、傾向襯成一致，嚴(yán)禁出現(xiàn)臺階，以防損壞推溜裝置，并確保支架平整。④人工超前拆除木垛時，拆除點上方煤壁至鏈板機電纜槽之間用2m長的木料及金屬網(wǎng)擋實，防止上方煤壁片幫或頂板掉頂傷人。⑤過中央石門期間，揭露處應(yīng)安排操作熟練的支架工操作，采用帶壓擦頂移架。移架時，要兩人協(xié)同作業(yè)，一人移架，一人觀察底板。嚴(yán)禁有超過支架側(cè)護板2／3以上落差，防止支架鉆底出現(xiàn)咬架現(xiàn)象。⑥過中央石門期間，中央石門影響區(qū)域，如片幫、掉頂嚴(yán)重時，可采用提前架設(shè)順山棚或走向棚接實前梁的方法進行。a架設(shè)順山棚：采用梁為中20cm(長度視具體情況而定)半圓木，支柱為DZ型單體支柱，一梁二柱托住煤幫頂板，再用半圓木架設(shè)#宇型將頂過嚴(yán)接實，頂板控制住后，稍降支架托住順山半圓木后再打上勁，使半圓木托至支架前梁上，確保支架前梁與頂板接實。b架設(shè)走向棚：采用φ20cm(長度視具體情況而定)半圓木，一端搭在支架架頭上，搭接不少于200mm，另一端靠煤壁側(cè)用DZ型單體做支柱，每架架頭使2棚，再用半圓木架設(shè)#字型將頂過嚴(yán)接實，若連續(xù)片幫范圍超過3架時，要在走向棚下靠煤壁側(cè)架設(shè)順山棚加強支護，順山棚用半圓木當(dāng)梁，支柱用DZ型單體支柱，一梁二柱支護頂板。c架棚時安全注意事項：處理點上方煤壁至鏈板機電纜槽之間用2m長的木料及笆片擋實，防止上方煤壁片幫或頂板掉頂傷人，由班長現(xiàn)場指揮，作業(yè)時嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，及時找掉浮煤矸，并確保退路安全暢通。

3.1.3過石門期間煤機操作安全技術(shù)①工作面揭露中央石門后，煤機立即停止割煤并后退煤機，嚴(yán)禁用煤機硬割木垛。②人工拆除木垛前，煤機停放在作業(yè)地點以外15m，切斷煤機及電源，脫開離合器。③煤機司機割煤過程中，必須密切觀察煤幫情況，一旦發(fā)現(xiàn)暴露在工作面中的木料、錨桿、鋼筋笆片等必須必須立即停機先處理掉，然后方可用煤機割煤。

3.1.4過石門期間工作面影響段底板管理及防止支架下沉安全技術(shù)過石門期間，石門對工作面底板影響段為工作面下端17架～33架范圍，重點加強該段工作面底板及支架管理，必要時及時抬架用硬料鋪底，防止支架下陷。①工作面移車前，必須對對應(yīng)工作面段底板打探眼，探眼垂直底板。沿工作面傾斜方向每隔1米打一個探眼，眼深1.2米，發(fā)現(xiàn)底板空洞處及時用墟煤充填嚴(yán)實并鋪設(shè)方木，防止鏈板機及綜采支架下沉，確保抵車后鏈板機平、直、穩(wěn)。②采區(qū)技術(shù)員要認真掌握采界，確保過780m中央石門期間及時在現(xiàn)場給出準(zhǔn)確的打探眼位置。

3.2過石門期間“一通三防”治理技術(shù)方案工作面過石門巷道影響區(qū)域分為三個區(qū)域，如圖2所示：采塌段約10米(b)，影響區(qū)域段約15米(a)，及一般影響區(qū)域段約30米(c)。根據(jù)不同段的漏風(fēng)特點進行有側(cè)重的處理。根據(jù)過石門的時間，主要按以下三步進行：①過石門之前50m對石門段影響區(qū)進行加強支護。并設(shè)置相應(yīng)的柵欄。②采過石門后，對石門進行封閉。

3.2.1過石門之前巷道的預(yù)處理①過石門之前20m對石門一般影響區(qū)域(c)架設(shè)木垛加強支護。②在木垛支護完成后分別在一780底巷和頂板聯(lián)絡(luò)巷附近設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)墻。③準(zhǔn)備好所需要臨時密閉的材料。

3.2.2過石門的封閉與監(jiān)測①加強采煤工作面與石門處的氣體監(jiān)測，及時調(diào)整系統(tǒng)，確保安全。②工作面過石門后，立即對調(diào)節(jié)風(fēng)墻進行封閉(如圖3)，密閉時留設(shè)觀測孔并布置U型壓差計。

3.2.3過石門期間的“一通三防”管理①工作面采透中央石門后，由通風(fēng)工負責(zé)進行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整工作。②過-780m中央石門期間，由通風(fēng)工區(qū)安專職測氣員監(jiān)測上隅角、工作面、及工作面揭露中央石門處的瓦斯?jié)舛?，?yán)禁超限作業(yè)。

3.3施工效果①2009年3月20日工作面進入石門影響區(qū)至2009年5月2日安全采過一780m中央石門，日進三刀，實現(xiàn)了正規(guī)循環(huán)。②過一780m中央石門期間，未發(fā)生瓦斯、一氧化碳濃度增大及高溫等異常情況。③這是謝一礦綜采-工作面首次過穿心石門，為今后綜采工作面過石門安全技術(shù)提供了一定的經(jīng)驗，也給其它礦過類似石門提供一些借鑒。

4結(jié)語

①由于780中央石門經(jīng)過數(shù)次挑頂、臥底、改棚，受其影響，該石門對應(yīng)本工作面C15煤層可能垮落，工作面對應(yīng)地點形成無煤區(qū)，回采期間，要認真加強對工作面煤層狀況的觀察，認真執(zhí)行打探眼措施，發(fā)現(xiàn)底板空洞及時充填嚴(yán)實并鋪設(shè)方木，防止綜采支架下沉。采區(qū)技術(shù)員要認真掌握采界，確保過780m中央石門期間及時-在現(xiàn)場給出準(zhǔn)確的打探眼位置。②過780中央石門期間，要在工作面的石門暴露處懸掛一靈敏可靠的瓦斯便攜儀，隨時監(jiān)測瓦斯?jié)舛龋l(fā)現(xiàn)異常立即撤人并匯報處理。③通風(fēng)工區(qū)應(yīng)及時做好過石門的封閉與監(jiān)測工作，重點加強采煤工作面與石門處的氣體監(jiān)測，及時調(diào)整系統(tǒng)，才能確保安全。