挑棚法過底空巷道在百善煤礦的實踐應用

劉波 李道雅 苗永晏

摘 要：目前，全國煤炭市場蕭條，煤礦企業(yè)面臨危機，為應對危機，最大化降低噸煤成本成為首要措施，在此背景下，從技術角度出發(fā)，探究摸索612煤柱2工作面過底空巷道的新方法，提高煤礦經(jīng)濟效益迫在眉睫。文章對傳統(tǒng)的打連體木垛法和挑棚法做了對比和詳述，實現(xiàn)了過底空巷道的技術突破，為我礦和同行今后類似的技術難題提供了參考和借鑒。

關鍵詞：挑棚法；底空巷道；連體木垛

1 現(xiàn)狀分析

近年來，百善煤礦井下煤炭儲量逐年減少，礦井不可避免的進入衰老期，井下各采區(qū)煤炭資源日漸枯竭，為了最大程度的回收不可再生資源，煥發(fā)衰老期礦井的活力，我礦采掘頭面多為邊角塊段和煤柱，儲量少、工作面頂板破碎、壓力較大，地質條件復雜多變，且工作面內多聯(lián)巷和底空巷道，回采時存在一定難度，而且出煤少，材料消耗量大，造成噸煤成本較高，經(jīng)濟效益低下。目前，全國乃至全世界煤炭市場蕭條，為應對危機，降低煤炭噸煤成本成為煤炭企業(yè)首要措施。

2 問題的提出

為了最大程度的回采出日益減少的煤炭資源和降低噸煤成本，減少材料通入使用，百善煤礦采煤二區(qū)針對目前612煤柱2工作面即將過底空巷道現(xiàn)狀，經(jīng)分析、研究、對比決定用挑棚法過12采區(qū)軌道巷（底空），代替?zhèn)鹘y(tǒng)的打連體木垛的方法通過底空巷道。

3 工作面概況

612煤柱2塊段Ⅱ工作面位于12采區(qū)南部。北部以6123收作線為界，南部以12采區(qū)皮帶巷為界，東部以原工作面沿空留巷為界，西部為6122采空區(qū)。工作面范圍內煤層賦存穩(wěn)定，煤層底板賦存標高-115.5～-143.6m。煤層厚度1.9～3.0m，平均煤厚2.8m，煤層傾角5～20°。工作面內穿插有聯(lián)巷和12采區(qū)軌道巷（底空），12采區(qū)軌道巷由全煤巷道逐漸過渡到全巖巷道，巷道支護方式為工字鋼架棚支護。

4 過底空巷道方法

4.1 12采區(qū)軌道巷（底空）與煤層相對位置

612煤柱2工作面推進至12采區(qū)軌道巷G15點前約14m處向外，工作面將從12采區(qū)軌道巷上方通過，通過時先從半煤巖段（長約67m）過渡到全巖（長約95m）。

4.2 工作面過底空巷道前超前管理12采區(qū)軌道巷

工作面通過底空之前采用挑棚的方法超前管理12采區(qū)軌巷道，超前工作面不少于20米。挑棚采用DZ-28液壓單體配合HDJA-1200型鉸接頂梁挑棚，替掉原巷道工字鋼棚支護。

4.3 工作面過底空巷道時提前回棚

為了保證施工期間的安全，超前管理的底空巷道必須提前工作面一棚到兩棚回掉超前管理的底空巷道，讓上方煤頂垮落填實底空巷道。示意圖見圖1。

4.4 工作面過底空巷道時下底梁

612煤柱2工作面推進至底空巷道時，利用巷道上部自然垮落的煤矸填滿底空部位，此時人工底板較為松軟，造成單體鉆底，初撐力不達標，為了保證該段工作面支柱初撐力達到標準，需要在工作面底空位置下底梁（規(guī)格：Φ0.2×2.0m兩面見光木料），該段的液壓單體生根在底梁上面，工作面過12采區(qū)軌道巷時的剖面圖見圖1。

注：1-單體支柱；2-鉸接頂梁；3-刮板機；4-底梁；5-柱鞋

圖1 工作面過12采區(qū)軌道巷（底空）剖面示意圖

5 施工中存在的技術難題和解決方法

由于工作面回采過程中工作面頂板與12采區(qū)軌道巷頂板存在落差，工作面軌道巷口的頂板超前管理比較困難，為了保證安全順利通過底空巷道，經(jīng)工作小組研究，采用以下步驟施工：

（1）先將12采區(qū)軌道巷挑棚最里一節(jié)回收成一梁一柱（里側的單體先回收），然后再將該節(jié)挑棚兩側的背幫柱回出。

（2）12采區(qū)軌道巷里口重新管理好頂板后，將挑棚最里一節(jié)的單體和鉸接頂梁回收完。回柱時必須及時掛笆背幫，防止煤、矸竄到挑棚內。

（3）12采區(qū)軌道巷里口超前管理頂板掉落的碎煤矸要填平回棚處底空部分，與工作面底板平齊。不能填實時在工作面?zhèn)热斯み喉穼⒌卓詹糠痔钇健?/p>

（4）工作面推至底空位置時在每排支柱下順工作面方向墊底梁（規(guī)格：Φ0.2×2.0m兩面見光木料），工作面采取直接推過的方法通過12采區(qū)軌道巷。

6 方法比較

6.1 打連體木垛法

礦井目前傳統(tǒng)的常用方法，在準備的通過的底空巷道內用木料打連體木垛的方法結實頂板，預防工作面地板冒落。需要投入大量的木料。

6.2 挑棚法

用液壓單體支柱和鉸接頂梁挑棚，替換掉原巷道工字鋼棚支護。在回采過程中，提前回掉支護，依靠頂板冒落的煤矸填實底空巷道，為了增加地板比壓和單體支柱初撐力達標，在工作面底板下底梁。采用挑棚的方法不僅能全部回收原架棚用工字鋼，避免了打連體木垛不能全部回收或造成報廢的弊端，還節(jié)省了打連體木垛需要投入使用的木料。

6.3 方法比較

經(jīng)過我單位現(xiàn)場應用實踐，挑棚法代替打連體木垛法過底空巷道取得了圓滿成功，前后經(jīng)過約2個月時間，安全通過底空巷道約90m，經(jīng)初步計算，大約節(jié)約打連體木垛木料（規(guī)格：Φ0.2×2.0m半圓木）1700余根，按每根80元計算，節(jié)省1700×80=136000元。多回收重復利用100余根工字鋼，按每根270元計算，節(jié)省100×270=27000元，總計節(jié)省約136000+27000=163000元，經(jīng)濟效益明顯。

7 結束語

經(jīng)過百善煤礦采煤二區(qū)長達3個月的現(xiàn)場應用和實踐，安全順利通過了12采區(qū)軌道巷（底空）。此探索性技術創(chuàng)新方法不僅取得了明顯的經(jīng)濟效益，更實現(xiàn)了我礦過底空巷道的技術突破，為今后相關方面的問題積累了豐富的實踐經(jīng)驗，將產生間接的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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作者簡介：劉波，男，山東濟寧人，2011年畢業(yè)于山東科技大學采礦工程專業(yè)，皖北煤電集團公司百善煤礦助理工程師。