孤島工作面開(kāi)采工藝研究

（冀中能源股份有限公司葛泉礦技術(shù)科，河北 邢臺(tái) 054000）

一、前言

葛泉礦1989年10月投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)能力60萬(wàn)噸/年，后經(jīng)技改，2008年礦井的最新核定能力為95萬(wàn)噸/年，煤層賦存條件復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育，截止目前，北翼2#煤四采區(qū)除煤柱外已全部回采完畢，因此，合理布置工作面回收煤柱，減少煤炭資源丟失，對(duì)于維持礦井的健康、高效發(fā)展具有重要的意義。

為了確保煤柱的安全高效回收，根據(jù)周邊環(huán)境及地質(zhì)條件布置14210孤島工作面，東南為1324、1326、1328、13210、1429工作面采空區(qū)，西南為1321工作面采空區(qū)，東北為1420工作面采空區(qū)，西北為F17-1斷層。工作面主要回收北翼集中上山煤柱。14210兩巷均為沿空掘巷，底板老巷多，且距工作底板的距離從0～20m不等；面內(nèi)老巷多，且大多數(shù)處于封閉狀態(tài)，工作面回采期間如何實(shí)現(xiàn)安全過(guò)老巷等一系列的問(wèn)題均需要去克服。

為解決上述問(wèn)題，我礦進(jìn)行了14210孤島工作面開(kāi)采工藝研究，通過(guò)采取差異化加固底板老巷、兩巷超前對(duì)區(qū)段煤柱進(jìn)行擴(kuò)刷、提前對(duì)面內(nèi)老巷進(jìn)行探放有害氣體等措施，確保工作面的安全高效開(kāi)采。

二、提前謀劃，為過(guò)老巷回采保駕護(hù)航

14210工作面回采過(guò)程中一直伴隨著過(guò)中間巷及面內(nèi)過(guò)老巷，給回采帶來(lái)了相當(dāng)大的難度，為了安全回采并且盡可能回收老巷內(nèi)原有U型箍，在工作面揭露回風(fēng)上山U型箍支護(hù)段，拆除U型箍支護(hù)時(shí)，每拆除一架在原U型箍支護(hù)范圍，施工不少于3根單體配鉸接頂梁支護(hù)頂板，單體支護(hù)完成后才能繼續(xù)拆除下一架U型箍，嚴(yán)禁空頂施工?；仫L(fēng)上山U型箍支護(hù)段坡度大于工作面推進(jìn)坡度，推進(jìn)過(guò)程巷道底板逐漸低于煤層底板，提前對(duì)巷道與煤層底板之間采用木料等填實(shí)，防止工作面出現(xiàn)下陷現(xiàn)象。工作面過(guò)老巷過(guò)程中必須做好超前支護(hù)工作，保證超前支護(hù)距離及強(qiáng)度，防止老巷受采動(dòng)影響，變形過(guò)重影響正?；夭伞９ぷ髅嫱七M(jìn)時(shí)嚴(yán)格控制采高，嚴(yán)禁超高回采，調(diào)整好工作面支架支護(hù)狀態(tài)，拉架后，必須進(jìn)行二次注液，防止頂板壓跨支架，發(fā)生頂板事故。機(jī)組在中間巷前后割煤時(shí)要放慢速度，對(duì)頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，防止大面積揭露。頂板破碎壓力大時(shí)，要及時(shí)拉架進(jìn)行超前支護(hù)，防止冒頂事故的發(fā)生。后期回采至北翼集中軌道上山上方時(shí)，為防止出現(xiàn)塌陷，支架掉落等情況，提前制定專項(xiàng)安全技術(shù)措施，當(dāng)出現(xiàn)煤體松軟、塌陷或發(fā)暗氧化等塌陷跡象時(shí)，及時(shí)起溜子留底煤，增加底板煤巖柱，并提前在溜子及支架下跨巷密排加設(shè)π 型鋼或軌道排距不小于400mm。一旦出現(xiàn)塌陷，首先將塌陷區(qū)域支架與兩側(cè)相鄰支架使用220大鏈聯(lián)接底腳，使用圓木排木垛，各圓木、半圓間采用拔據(jù)釘緊，高度與工作面底板平齊，木垛必須應(yīng)山有力，保證木垛整體穩(wěn)定性，防止頂溜子及拉支架過(guò)程中推倒木垛，冒頂區(qū)域較小無(wú)法排木垛時(shí)，必須使用半圓等將塌陷區(qū)域填實(shí)。施工過(guò)程匯中始終堅(jiān)持“安全第一 預(yù)防為主”的方針，堅(jiān)決克服麻痹和僥幸心理，不安全絕不能生產(chǎn)。每班必須有區(qū)管人員現(xiàn)場(chǎng)跟班指揮，負(fù)責(zé)安全管理，明確分工，各施工人員各負(fù)其責(zé)，各環(huán)節(jié)都明確安全第一責(zé)任人。通過(guò)嚴(yán)密的安全技術(shù)措施，差異化加固底板老巷，為14210孤島工作面順利過(guò)老巷回采提供了技術(shù)保障。

三、加強(qiáng)兩巷整修，為順利回采奠定基礎(chǔ)

14210孤島工作面兩巷均為沿空掘巷，巷道壓力大，頂幫變形嚴(yán)重，巷道掘進(jìn)規(guī)格為4×2.4m（寬×中高）矩形，回采過(guò)程中，巷道斷面受動(dòng)壓影響極大，嚴(yán)重影響兩巷的正常使用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)制定相應(yīng)對(duì)策，提前對(duì)工作面兩巷區(qū)段煤柱進(jìn)行擴(kuò)幫，既保證工作面的正常生產(chǎn)，又對(duì)區(qū)段煤柱進(jìn)行合理回收，提高煤炭回收率。擴(kuò)幫時(shí)采用單體配3mπ型鋼支護(hù)，一梁四柱，隨擴(kuò)隨支，頂板壓力大時(shí)增加為一梁5柱，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。四組π 型鋼順巷布置支護(hù)，排距不大于600mm，邁步前移。π 型鋼梁與頂板間采用木梁裱褙嚴(yán)實(shí)，防止漏渣。頂板壓力大時(shí)，回柱后在回柱區(qū)域排設(shè)木垛支護(hù)，保證端頭支護(hù)強(qiáng)度。排木垛時(shí)做好臨時(shí)支護(hù)措施。加強(qiáng)端頭頂板支護(hù)質(zhì)量管理工作，工作面放頂作業(yè)必須與擴(kuò)幫段放頂協(xié)調(diào)進(jìn)行，嚴(yán)禁私自放頂作業(yè)。工作面頂板破碎、壓力大時(shí)必須停止擴(kuò)幫回撤單體支護(hù)，重新開(kāi)茬擴(kuò)幫?；爻窌r(shí)必須做好臨時(shí)加固及支護(hù)措施，保證安全撤離。同時(shí)兩巷超前支護(hù)單體配π型鋼距離由以往的20m加長(zhǎng)至30m，超前20m范圍一梁三柱。通過(guò)對(duì)兩巷的及時(shí)整修、擴(kuò)幫及加固，保證了兩巷的正常使用。

四、結(jié)論

14210孤島工作面通過(guò)差異化加固底板老巷，節(jié)省底板老巷加固材料費(fèi)、人工費(fèi)合計(jì)30萬(wàn)元；提前對(duì)兩巷區(qū)段煤柱進(jìn)行擴(kuò)幫，多回收煤炭2*2.8*1.65*1400 ＝12936t，多回收煤炭創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益（2772+12936）*0.7*1000 ＝1100萬(wàn)元，兩項(xiàng)合計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益為1130萬(wàn)元。14210孤島工作面開(kāi)采工藝的研究，實(shí)現(xiàn)了工作面安全、高效推進(jìn)，最大限度地提高了煤炭回收率，為安全高效開(kāi)采墊定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為類(lèi)似條件的工作面開(kāi)采提供技術(shù)支持。拓寬了綜采技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用范圍，有利于礦井產(chǎn)量穩(wěn)定，保證工作面的正常接替，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，推廣、應(yīng)用前景廣闊。