張 杰

(大同煤礦集團(tuán)云崗礦，山西 大同 037017)

大同煤礦集團(tuán)公司云崗礦北部311盤(pán)區(qū)11-1#、11-2#兩煤層間距極不穩(wěn)定，最薄處0.2m，11-1#層煤層已開(kāi)采結(jié)束，11-2#層部署11個(gè)工作面，可采儲(chǔ)量479萬(wàn)t，均為極近距離煤層開(kāi)采。本文以11-2#層81115工作面為例，研究極近距離開(kāi)采的采掘技術(shù)。

1 概況

云崗礦11-2#層311盤(pán)區(qū)81115綜放工作面平均埋深233m，走向長(zhǎng)915m，傾向長(zhǎng)119m，煤層傾角3°，平均煤厚2.6m。直接頂為粉細(xì)沙巖互層，厚度0.2～3.6m，薄層狀構(gòu)造，層面含大量煤屑、植物化石；直接底為粉細(xì)沙巖互層，厚度1.8～5.3m。煤層局部含夾石，夾石為粉砂巖，厚0.1～0.3m，有少量結(jié)核。工作面機(jī)軌合一巷與上覆11-1#層81115采空區(qū)內(nèi)錯(cuò)11m，回風(fēng)運(yùn)料巷與上覆11-1#層81115采空區(qū)內(nèi)錯(cuò)9m，切巷與上覆11-1#層81115采空區(qū)外錯(cuò)16.5m。

2 工作面掘進(jìn)期間巷道支護(hù)形式及注意事項(xiàng)

81115工作面巷道均為機(jī)掘巷道，采用EBZ-300型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)， 打眼支護(hù)使用MQT系列氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)與ZQS系列風(fēng)鉆進(jìn)行。根據(jù)巷道層間距的變化，采用不同的支護(hù)形式。

2.1 巷道支護(hù)形式

（1）層間距在5m以上時(shí)，支護(hù)采用錨桿+鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)。錨桿間排距0.9m×1m，單點(diǎn)錨索排距3m，錨索長(zhǎng)度根據(jù)頂板情況而定。支護(hù)斷面如圖1所示。

圖1 巷道層間距5m以上支護(hù)示意圖

（2）層間距在5m以下時(shí)，采用11#工字鋼雙梁、雙腿支護(hù)，鋼梁棚棚距1m。當(dāng)層間距低于1m時(shí)，要留有一定頂煤，保證層間距在1m以上。留頂煤時(shí)在鋼棚上鋪Φ6.5mm鋼筋網(wǎng)。支護(hù)斷面如圖2所示。

圖2 巷道層間距5m以上支護(hù)示意圖

（3）掘進(jìn)期間受相鄰綜采工作面臨空動(dòng)壓影響，采用“雙梁六腿”鋼梁棚，頂板鋪Φ6.5mm鋼筋網(wǎng)。支護(hù)斷面如圖3所示。

圖3 巷道層動(dòng)壓范圍支護(hù)示意圖

2.2 掘進(jìn)期間注意事項(xiàng)

（1）機(jī)軌合一巷距切巷400m處，開(kāi)始縮小巷道凈斷面寬度，回采時(shí)采用遠(yuǎn)距離供液增強(qiáng)巷道穩(wěn)定性。采煤幫縮小0.3m，煤柱幫擴(kuò)大0.3m，巷道毛斷面不變，架棚后凈斷面縮小。

（2）為防止綜采工作面采動(dòng)影響，采掘相距20m時(shí)停掘，待遠(yuǎn)離100m時(shí)再繼續(xù)掘進(jìn)。

（3）支護(hù)過(guò)程中頂鋼梁及棚腿使用拉桿固定，頂鋼梁與頂板間使用4根以上剎頂木背頂，棚腿與巷幫使用3跟剎頂木背幫。

（4）施工層間距4m以下巷道時(shí)，每隔20m探頂板一鉆并做好詳細(xì)記錄，保證錨桿（索）均錨固在穩(wěn)定巖層中，工字鋼棚要支設(shè)在實(shí)底上。

3 工作面開(kāi)采期間頂板管理及注意事項(xiàng)

3.1 支架選型

工作面采用ZY6600/14/28二柱掩護(hù)式支架，該支架具有側(cè)護(hù)板、抬架油缸、倒裝油缸及前探伸縮梁。側(cè)護(hù)板保證架間無(wú)縫隙，不存在漏煤漏矸現(xiàn)象；抬架油缸及倒裝油缸能保證支架的拉力大，無(wú)戳底現(xiàn)象；前探伸縮梁能保證支架與煤壁間空頂距為零，從多方面保證工作面頂板的支護(hù)。

3.2 工作面超前支護(hù)

（1）在層間距大于3m處：超前支護(hù)采用DZ31.5-28/100型單體液壓支柱，結(jié)合3.2m、3.6m花邊梁支設(shè)一梁三柱，梁間距1.2m，長(zhǎng)度為20m。如遇頂板破碎及壓力顯現(xiàn)，需增加支護(hù)長(zhǎng)度，縮短梁間距。

（2）層間距小于3m處：頭超前支設(shè)長(zhǎng)度為35m，前10m靠近煤壁幫棚腿下支設(shè)兩根單體柱，后25m棚腿下支設(shè)一根單體柱，并在巷道原有鋼梁棚下支設(shè)3道抬棚，在抬棚與鋼梁棚搭接處支設(shè)單體支柱。

（4）尾超前支護(hù)長(zhǎng)度為80m，前30m棚腿兩側(cè)各支設(shè)一根單體柱，并在巷道原有鋼梁棚下支設(shè)2道邁步抬棚，在抬棚與鋼梁棚搭接處支設(shè)單體支柱。

（4）移架與抬棚邁步的關(guān)系為：當(dāng)頂板比較完整時(shí)，先移兩對(duì)梁的第一組梁，回取支架與抬棚之間的原支護(hù)棚梁、單體支柱；回取后，重新支設(shè)在第二組梁的左（或右），錯(cuò)距0.8m，再移架，依次往復(fù)；當(dāng)頂板破碎時(shí)，抬棚棚梁進(jìn)行邁步前移，采取延續(xù)棚梁，抬棚梁與原支護(hù)棚梁進(jìn)入支架上方，待抬棚梁徹底進(jìn)入采空區(qū)后，用回柱車(chē)將其回出。

3.3 端頭支護(hù)

工作面上下端頭支護(hù)均由工作面支架支設(shè)至巷中，巷中至煤柱側(cè)由DZ31.5-28/100型單體液壓支柱、0.5m長(zhǎng)花邊鋼梁均勻支設(shè)至支架與煤幫中間，柱距0.8m，支設(shè)范圍為放頂線至煤壁線，每循環(huán)回一次。在切頂線位置必須支設(shè)兩根關(guān)門(mén)柱；當(dāng)采空區(qū)下頂板比較破碎時(shí)，抬棚梁及原巷道支護(hù)棚梁進(jìn)入支架上方時(shí)，端頭支護(hù)采用單體液壓支柱支設(shè)在原支護(hù)棚梁下，每架棚梁下支設(shè)一根，共一排。

3.4 開(kāi)采期間注意事項(xiàng)

（1）工作面采取雙向割煤來(lái)縮短工作面的空頂時(shí)間，加快工作面的整體推進(jìn)速度。若頂板有破碎垮落征兆，檢修班延緩檢修時(shí)間，生產(chǎn)班增加工作面生產(chǎn)時(shí)間，確保快速通過(guò)頂板破碎區(qū)域。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整泵站的壓力，保證支架升緊又不破壞頂板的完整性。根據(jù)多個(gè)工作面試驗(yàn)得出：頂板在1m以下時(shí)，初撐力要求10MPa；頂板在1～2m時(shí)，初撐力要求為18MPa；頂板在2m以上時(shí)，初撐力要求達(dá)到20MPa以上。

（3）工作面層間距2m以下范圍，要采取超前擦頂移架方式維護(hù)機(jī)道頂板并及時(shí)伸出護(hù)壁板；其他范圍仍采取及時(shí)移架方式。采用擦頂超前移架時(shí)，在不影響滾筒割煤的情況下，不留或少留端面距，保證機(jī)道頂板支護(hù)。此外可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)留頂煤開(kāi)采。

4 實(shí)施效果

通過(guò)采用以上技術(shù)，確保了極近距離綜采工作面的順利銜接及快速回采，極近距離煤層開(kāi)采至今，累計(jì)采出煤炭383萬(wàn)t，生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生過(guò)一次漏頂事故，確保云崗礦11-2#層311盤(pán)區(qū)近距離煤層的安全采出，為云崗礦其他盤(pán)區(qū)近距離煤層開(kāi)采提供了參考。