薄煤保護層綜采工作面過穿心石門安全技術研究

摘要：綜采工作面一般走向較長，為行人、通風、運輸方便經常掘進聯絡石門，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進行了總結，具有一定借鑒意義。

關鍵詞：薄煤保護層綜采 穿心石門 頂、底板管理安全技術“一通三防”治理技術

0 引言

淮南礦業集團謝一礦回采的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，將給工作面頂底板管理帶來極大安全威脅。另外由于工作面過石門期間，受采動影響，石門部分區域巷道將受到嚴重破壞。透采空區段和采空區連通，受漏風的影響、通風系統的改變、大氣壓的變化可能會導致采空區內瓦斯氣體的涌出，將會嚴重影響工作面安全生產。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方案。

1 工作面地質概況

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°；工作面設計走向長1340米，傾斜長150-195米；上風巷標高-706m，下機巷標高-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方案

3.1過石門期間頂板管理技術方案

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：負責拆除780m中央石門中的軌道。③修護：負責在一780m中央石門中裝設木垛。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范圍內裝“#”型空心木垛：頂板見C15煤處向西10m至25m范圍內裝實心木垛：頂板見C15煤處向西25m至30m范圍內裝空心木垛。b裝設木垛前，必須把該段墟矸及雜物清理干凈，確保木垛裝在實體上。c裝設木垛時，木垛要垂直頂底板并用木楔打上勁，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，嚴禁出現臺階，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，要兩人協同作業，一人移架，一人觀察底板。嚴禁有超過支架側護板2／3以上落差，防止支架鉆底出現咬架現象。⑥過中央石門期間，中央石門影響區域，如片幫、掉頂嚴重時，可采用提前架設順山棚或走向棚接實前梁的方法進行。a架設順山棚：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#宇型將頂過嚴接實，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，另一端靠煤壁側用DZ型單體做支柱，每架架頭使2棚，再用半圓木架設#字型將頂過嚴接實，若連續片幫范圍超過3架時，要在走向棚下靠煤壁側架設順山棚加強支護，順山棚用半圓木當梁，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，由班長現場指揮，作業時嚴格執行敲幫問頂制度，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，嚴禁用煤機硬割木垛。②人工拆除木垛前，煤機停放在作業地點以外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，一旦發現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，發現底板空洞處及時用墟煤充填嚴實并鋪設方木，防止鏈板機及綜采支架下沉，確保抵車后鏈板機平、直、穩。②采區技術員要認真掌握采界，確保過780m中央石門期間及時在現場給出準確的打探眼位置。

3.2過石門期間“一通三防”治理技術方案工作面過石門巷道影響區域分為三個區域，如圖2所示：采塌段約10米(b)，影響區域段約15米(a)，及一般影響區域段約30米(c)。根據不同段的漏風特點進行有側重的處理。根據過石門的時間，主要按以下三步進行：①過石門之前50m對石門段影響區進行加強支護。并設置相應的柵欄。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處理①過石門之前20m對石門一般影響區域(c)架設木垛加強支護。②在木垛支護完成后分別在一780底巷和頂板聯絡巷附近設置調節風墻。③準備好所需要臨時密閉的材料。

3.2.2過石門的封閉與監測①加強采煤工作面與石門處的氣體監測，及時調整系統，確保安全。②工作面過石門后，立即對調節風墻進行封閉(如圖3)，密閉時留設觀測孔并布置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，由通風工負責進行通風系統調整工作。②過-780m中央石門期間，由通風工區安專職測氣員監測上隅角、工作面、及工作面揭露中央石門處的瓦斯濃度，嚴禁超限作業。

3.3施工效果①2009年3月20日工作面進入石門影響區至2009年5月2日安全采過一780m中央石門，日進三刀，實現了正規循環。②過一780m中央石門期間，未發生瓦斯、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提供了一定的經驗，也給其它礦過類似石門提供一些借鑒。

4 結語

①由于780中央石門經過數次挑頂、臥底、改棚，受其影響，該石門對應本工作面C15煤層可能垮落，工作面對應地點形成無煤區，回采期間，要認真加強對工作面煤層狀況的觀察，認真執行打探眼措施，發現底板空洞及時充填嚴實并鋪設方木，防止綜采支架下沉。采區技術員要認真掌握采界，確保過780m中央石門期間及時-在現場給出準確的打探眼位置。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，隨時監測瓦斯濃度，發現異常立即撤人并匯報處理。③通風工區應及時做好過石門的封閉與監測工作，重點加強采煤工作面與石門處的氣體監測，及時調整系統，才能確保安全。