2號(hào)煤層綜采放頂煤工作面過(guò)空巷安全回采分析

耿 建 偉

(山西華寧焦煤有限責(zé)任公司，山西 鄉(xiāng)寧 042100)

2號(hào)煤層綜采放頂煤工作面過(guò)空巷安全回采分析

耿 建 偉

(山西華寧焦煤有限責(zé)任公司，山西 鄉(xiāng)寧 042100)

以某煤礦工程為例，分析了2號(hào)煤層綜采放頂煤工作面支護(hù)、技術(shù)裝備、通風(fēng)、空巷分布情況，主要對(duì)安全回采采取的綜合措施進(jìn)行了研究，在安全管理、通風(fēng)管理、頂板管理、水害防治等方面提出了一系列對(duì)策，取得了安全和效益雙贏的效果。

煤礦，工作面，過(guò)空巷，管理

0 引言

山西華寧焦煤有限責(zé)任公司位于山西省臨汾市鄉(xiāng)寧縣西坡鎮(zhèn)崖坪村，行政區(qū)劃隸屬于臨汾市鄉(xiāng)寧縣西坡鎮(zhèn)管轄。根據(jù)2009年11月 16日山西省煤礦企業(yè)兼并重組整合工作領(lǐng)導(dǎo)組辦公室《關(guān)于臨汾市鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)富康源煤業(yè)有限公司等四處煤礦企業(yè)兼并重組整合方案的批復(fù)》(晉煤重組辦發(fā)[2009]95號(hào)文)批準(zhǔn)，原山西省鄉(xiāng)寧縣毛則渠煤炭有限公司崖坪坑口為單獨(dú)保留礦井，整合后企業(yè)更名為山西華寧焦煤有限責(zé)任公司，股東為山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司(控股51%)和山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)毛則渠煤炭有限公司(持股49%)，其建設(shè)規(guī)模為3.00 Mt/年。山西省國(guó)土資源廳于2014年11月4日頒發(fā)了采礦許可證(C1400002009121220048606)，井田面積為24.814 7 km2，開(kāi)采標(biāo)高1 100 m～560 m,地質(zhì)儲(chǔ)量3.33億t，可采儲(chǔ)量2.54億t。目前主采2號(hào)煤層,地質(zhì)儲(chǔ)量為1.8億t，可采儲(chǔ)量1.520 2億t，煤塵自燃傾向性等級(jí)為Ⅱ級(jí)，自燃傾向性為自燃，煤塵具有爆炸性，屬瓦斯礦井，水文地質(zhì)類(lèi)型為中等，礦井涌水量22.1 m3/h～46 m3/h，不存在帶壓開(kāi)采，屬近水平煤層，煤種主要為瘦煤，屬優(yōu)質(zhì)配焦煤。

1 11201綜放工作面概況

1.1 工作面基本概況

11201綜放工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式低位放頂煤一次采全高的綜合機(jī)械化開(kāi)采方法，全部垮落法管理頂板。工作面走向長(zhǎng)度為938.75 m，傾斜長(zhǎng)度179.45 m，煤層平均厚度為5.3 m，可采儲(chǔ)量112萬(wàn)t，煤層傾角0°～6°,煤層硬度為1.7～2.4，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層頂板為黑色泥巖，底板為粉砂巖，屬穩(wěn)定型煤層，煤種為瘦煤。水文地質(zhì)類(lèi)型為中等，采區(qū)范圍內(nèi)的主要含水層的奧陶系含水性不強(qiáng)，滲透性差，巖溶不發(fā)育，“V”字形溝谷給地表徑流排泄創(chuàng)造了良好的條件，對(duì)地下水滲透補(bǔ)給差。直接充水含水層以裂隙水為主，弱富水性，對(duì)回采影響不大，地下水的補(bǔ)給水源主要是季節(jié)性大氣降水。

1.2 工作面支護(hù)情況

工作面支護(hù)采用ZFS6100/21/33型液壓支架支護(hù)頂板(112架)，過(guò)渡支架型號(hào)為ZFSG6800/22/33(6架)，端頭支架型號(hào)為ZFSD5600(3 500+2 100)/22/35(1架)，運(yùn)輸、回風(fēng)順槽超前支護(hù)形式分別采用DW45-250/110X(H)單體柱進(jìn)行超前支護(hù)。運(yùn)輸順槽錨網(wǎng)支護(hù)段超前支護(hù)采用規(guī)格為長(zhǎng)4 m的半圓木和φ100 mm×3.15 m的單體液壓支柱配合使用，運(yùn)輸順槽工字鋼支護(hù)段超前圍護(hù)采用φ100 mm×長(zhǎng)2.5 m的單體液壓支柱支設(shè)，回風(fēng)順槽采用從工作面切眼口以前支設(shè)超前支架和液壓?jiǎn)误w支柱配合支護(hù)，超前支架型號(hào)(ZCZ10000/20/37Q前超前支護(hù)支架一組3個(gè)、ZCZ10000/20/37H后超前支護(hù)支架一組3個(gè)、ZZM5000/20/37錨固支架一架)，超前支架采用邁步前移方式；由于過(guò)渡架與超前架之間還有一定距離，為加強(qiáng)對(duì)機(jī)尾三角區(qū)域的維護(hù)，如果該段距離大于600 mm，則需在過(guò)渡架和超前架中間打一排單體液壓支柱(4根)圍護(hù)頂板，單體液壓支柱采用φ100 mm、長(zhǎng)3.15 m的單體液壓支柱支設(shè)；過(guò)渡架與煤壁側(cè)空頂距大，需打兩排單體液壓支柱圍護(hù)頂板。

1.3 工作面技術(shù)裝備情況

工作面采用MGTY300/700-1.1D采煤機(jī)割煤，SGZ764/630刮板輸送機(jī)(前、后部)、SZZ800/315轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)輸，順槽鋪設(shè)STJ-1000/2×90膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸。割煤采用斜切進(jìn)刀方式。

1.4 工作面通風(fēng)情況

工作面采用一進(jìn)兩回全風(fēng)壓通風(fēng)，由運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)巷、輔助回風(fēng)巷回風(fēng)。運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)量為1 633 m3/min，測(cè)風(fēng)斷面為11.2 m2，風(fēng)速為2.43 m/s；回風(fēng)巷回風(fēng)量為1 440 m3/min，平均斷面為12.18 m2，風(fēng)速為1.97 m/s；輔助回風(fēng)巷回風(fēng)量為212 m3/min，平均斷面為8.23 m2，風(fēng)速為0.43 m/s。

1.5 工作面空巷分布情況

工作面空巷共計(jì)10條，其中與工作面平行巷道6條累計(jì)950 m，與工作面垂直巷道4條930.5 m。巷道寬為2.5 m，高為2 m，全部為木架棚支護(hù)，空巷局部段有積水及冒頂現(xiàn)象，空巷的積水、積氣、頂板給工作面安全回采帶來(lái)一定影響。

2 安全回采采取的綜合措施

2.1 過(guò)空巷安全管理

1)在工作面準(zhǔn)備回采前，組織專(zhuān)業(yè)救護(hù)隊(duì)對(duì)揭露的空巷頂板支護(hù)、巷道斷面、通風(fēng)以及水害情況進(jìn)行了探查，根據(jù)探查的情況，召開(kāi)了專(zhuān)題會(huì)議，并在圖紙上進(jìn)行了標(biāo)注，制定了切實(shí)可行的技術(shù)方案及安全措施。

2)針對(duì)揭露空巷平行工作面的巷道，采用調(diào)整調(diào)斜進(jìn)刀方式；針對(duì)揭露空巷垂直工作面的巷道，采用加強(qiáng)頂板支護(hù)和加快推進(jìn)速度。

3)工作面與空巷接近割通時(shí)，由于煤壁受壓后變酥，容易發(fā)生片幫現(xiàn)象，必須在空巷口設(shè)置柵欄，懸掛警示牌，防止有人誤入空巷內(nèi)。

4)工作面與空巷揭露時(shí)，合理安排組織好生產(chǎn)，在確保安全的前提下，以最快速度通過(guò)，工作面實(shí)行班交班，連續(xù)推進(jìn)，以防揭露空巷巷道頂板懸露面積時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成工作面壓力增大，導(dǎo)致頂板來(lái)壓移架困難。

5)在過(guò)空巷期間，采煤機(jī)必須放慢切割速度，防止空巷內(nèi)遺留的鐵器設(shè)備損壞采煤機(jī)滾筒截齒，影響采煤機(jī)正常回采。

6)加強(qiáng)工作面各部設(shè)備的檢修力度。尤其是工作面三機(jī)設(shè)備及電氣設(shè)備的日常檢查維護(hù)管理，確保始終處于完好狀態(tài)。

7)加強(qiáng)日常電氣設(shè)備的防爆檢查，機(jī)電部門(mén)加強(qiáng)監(jiān)督檢查，杜絕電氣設(shè)備失爆現(xiàn)象的發(fā)生。

8)加強(qiáng)大塊矸石或廢舊木料回收的管控，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)冒落的大塊矸石或木料回收控制在源頭，以防拉出工作面，影響各部皮帶設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

9)工作面兩順槽存放足夠數(shù)量的備用支護(hù)材料(圓木、單體液壓柱)，距工作面不超過(guò)50 m。

10)人員進(jìn)入機(jī)道作業(yè)時(shí)，必須按規(guī)定閉鎖采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等設(shè)備，并安排有經(jīng)驗(yàn)的老工人隨時(shí)觀察煤壁、頂板變化情況，如有異常情況，及時(shí)撤離。

11)在過(guò)空巷期間，跟班礦長(zhǎng)及科室人員到場(chǎng)到位，隊(duì)部每班責(zé)成一名副隊(duì)長(zhǎng)對(duì)工作面及空巷巷道、煤壁、頂板等變化情況進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)處理。

12)工作面每個(gè)作業(yè)人員，必須熟知崗位安全風(fēng)險(xiǎn)以及防控措施，并在每班作業(yè)前，進(jìn)行崗位安全隱患排查，確保安全風(fēng)險(xiǎn)管控到位。

2.2 過(guò)空巷通風(fēng)管理

1)提前對(duì)揭露的空巷巷道內(nèi)配備一定的風(fēng)量，并在進(jìn)風(fēng)巷空巷巷道口處設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)節(jié)風(fēng)量，按規(guī)定設(shè)置柵欄，懸掛瓦斯檢查牌及警戒牌，保證空巷巷道內(nèi)無(wú)瓦斯積聚。

2)在回采過(guò)程中，每班設(shè)專(zhuān)職瓦斯員對(duì)工作面空巷口內(nèi)的有毒有害氣體進(jìn)行檢查。

3)每班在揭露的空巷巷道口懸掛四合一氣體檢測(cè)儀，班隊(duì)長(zhǎng)隨身攜帶便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀，隨時(shí)監(jiān)測(cè)工作面有害氣體變化情況，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止工作，進(jìn)行處理。

4)通風(fēng)部門(mén)定期對(duì)工作面進(jìn)行測(cè)配風(fēng)，并合理調(diào)配工作面風(fēng)量。

5)調(diào)度監(jiān)控室加強(qiáng)24 h值班制度，發(fā)現(xiàn)工作面氣體異常情況，立即匯報(bào)，進(jìn)行處理。

2.3 過(guò)空巷頂板管理

1)在回采前，采用玻璃鋼錨桿對(duì)兩順槽煤壁幫部進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，提高了煤體承載能力。

2)工作面推進(jìn)距揭露空巷剩余5 m時(shí)，工作面停止放煤。

3)在接近空巷時(shí)，每班必須對(duì)回風(fēng)順槽超前、端頭、三角區(qū)域以及工作面進(jìn)行檢查維護(hù)加強(qiáng)支護(hù)，如果超前范圍內(nèi)壓力大，單體支柱有鉆底現(xiàn)象時(shí)必須穿鞋管理，嚴(yán)禁有超高、失效以及跑、冒、滴、漏液等等支柱；單體支柱初撐力必須符合規(guī)定要求，防倒措施有效可靠，初撐力不達(dá)標(biāo)時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)液，每班由質(zhì)檢員負(fù)責(zé)落實(shí)。

4)在接近空巷時(shí)，由于工作面和空巷相交處控頂面積大，頂板壓力集中，必須調(diào)整工作面推進(jìn)速度和工作面采高；當(dāng)工作面推進(jìn)距小窯空巷剩余5 m時(shí)，先調(diào)整機(jī)頭，機(jī)頭多進(jìn)，機(jī)尾少進(jìn)，保證機(jī)頭超前機(jī)尾2 m以上；當(dāng)工作面推進(jìn)距空巷剩余2 m時(shí)，調(diào)整機(jī)尾，機(jī)尾多進(jìn)，機(jī)頭少進(jìn)，采用調(diào)整調(diào)斜進(jìn)刀方式，避開(kāi)空巷集中應(yīng)力。

5)在過(guò)空巷期間，針對(duì)頂板破碎的地段，支架初撐力不得低于規(guī)定值的80%；支架與運(yùn)輸機(jī)要垂直，偏差不宜過(guò)大；支架要垂直頂?shù)装澹Ъ懿坏糜型嵝爆F(xiàn)象，與頂板接觸嚴(yán)密，不許空頂，如有空頂必須及時(shí)處理，確保支架接頂嚴(yán)實(shí)；支架頂梁與頂板平行支設(shè)。

6)拉架后，安排專(zhuān)人對(duì)架間的活矸、活炭進(jìn)行處理，確認(rèn)無(wú)安全隱患后，清煤工方可清理架間浮煤，必須將支架前及架間的浮煤、雜物清理干凈，確保支架能夠順利拉移。

7)過(guò)空巷時(shí)，支架工與采煤機(jī)司機(jī)必須嚴(yán)密配合，割煤后及時(shí)移架，移架時(shí)5 m范圍內(nèi)不得有人員站立。除采煤機(jī)司機(jī)、支架工外其他工作人員不得在此處逗留。

8)在工作面安裝KJ216A頂板動(dòng)態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，工作面液壓支架每6架監(jiān)測(cè)三個(gè)測(cè)點(diǎn)：前立柱、后立柱和前探梁，每架分別安裝一臺(tái)壓力監(jiān)測(cè)分站，共計(jì)安裝20臺(tái)壓力監(jiān)測(cè)分站；兩順槽每隔50 m安裝一組頂板在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采煤隊(duì)負(fù)責(zé)每班記錄礦壓變化數(shù)據(jù)情況上報(bào)技術(shù)部門(mén)，以便及時(shí)掌握分析頂板變化周期情況。如礦壓觀測(cè)發(fā)現(xiàn)頂板有壓力變化時(shí)，立即匯報(bào)，以便及時(shí)采取加強(qiáng)支護(hù)措施。

9)在過(guò)空巷期間針對(duì)頂板破碎地段，班隊(duì)長(zhǎng)必須現(xiàn)場(chǎng)指揮，支架工采取超前移架，合理規(guī)范操作移架，盡量少降快移，帶壓移架。

10)根據(jù)頂板理論數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析及現(xiàn)場(chǎng)頂板垮落規(guī)律，總結(jié)出工作面初次來(lái)壓步距為18 m，周期來(lái)壓步距為23 m，并根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷周期來(lái)壓的時(shí)間以及位置，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和來(lái)壓前的支護(hù)工作，合理地縮小控頂距和控制工作面的推進(jìn)速度。

2.4 過(guò)空巷水害防治管理

1)嚴(yán)格執(zhí)行“物探先行、鉆探驗(yàn)證”的方法進(jìn)行探放水，在工作面回采前，委托西安煤科院對(duì)工作面進(jìn)行了音頻電穿透和無(wú)線(xiàn)電波透視探測(cè)。

2)根據(jù)揭露空巷巷道情況以及物探結(jié)果，編制了探放水設(shè)計(jì)，選用ZYJ1280-190架柱式全液壓鉆機(jī)對(duì)工作面兩順槽進(jìn)行了鉆探。

3)對(duì)工作面物探無(wú)異常區(qū)域，在運(yùn)輸順槽布置3個(gè)鉆孔，均布置在巷道底板高度1.5 m處，鉆孔深度80 m，1號(hào)鉆孔沿煤層傾角布置，2號(hào)鉆孔距1號(hào)鉆孔20 m處布置，大于煤層傾角1°布置鉆進(jìn)，3號(hào)鉆孔距2號(hào)鉆孔20 m處布置，大于煤層傾角2°布置鉆進(jìn)。在回風(fēng)順槽布置3個(gè)鉆孔，均布置在巷道底板高度1.5 m處，鉆孔深度60 m，1號(hào)鉆孔沿煤層傾角布置，2號(hào)鉆孔距1號(hào)鉆孔20 m處布置，大于煤層傾角1.5°布置鉆進(jìn)，3號(hào)鉆孔距2號(hào)鉆孔20 m處布置，大于煤層傾角3°布置鉆進(jìn)。

4)對(duì)工作面物探異常區(qū)域，探放水鉆孔間距調(diào)整為3 m，每組3個(gè)鉆孔，在運(yùn)輸順槽布置3個(gè)鉆孔，1號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.4 m處，沿煤層傾角布置，鉆孔深度80 m;2號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.5 m處,距1號(hào)鉆孔上方0.1 m處布置，大于煤層傾角1°布置鉆進(jìn)，鉆孔深度80 m;3號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.6 m處，距2號(hào)鉆孔上方0.1 m處布置，大于煤層傾角2°布置鉆進(jìn)，鉆孔深度80 m。在回風(fēng)順槽布置3個(gè)鉆孔，1號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.4 m處，沿煤層傾角布置，鉆孔深度60 m;2號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.5 m處,距1號(hào)鉆孔上方0.1 m處布置，大于煤層傾角1.5°布置鉆進(jìn)，鉆孔深度60 m;3號(hào)鉆孔距巷道底板高度1.6 m處，距2號(hào)鉆孔上方0.1 m處布置，大于煤層傾角3°布置鉆進(jìn)，鉆孔深度60 m。

5)在工作面兩順槽提前設(shè)置臨時(shí)水倉(cāng)，并安裝排水能力不小于30 m3/h的水泵(一用一備)，滿(mǎn)足工作面的排水需求。

6)如遇地質(zhì)構(gòu)造特殊情況時(shí)，未能?chē)?yán)格按照探放水設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆孔時(shí)，必須通知總工程師、地測(cè)部門(mén)現(xiàn)場(chǎng) 查看，并現(xiàn)場(chǎng)重新確定鉆孔位置布置情況。

7)探放水鉆機(jī)處安設(shè)了直通調(diào)度室的通訊電話(huà)，并隨鉆機(jī)及時(shí)移動(dòng)，保證了通訊暢通。

3 安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

1)在回采過(guò)空巷期間，安全管理方面采取嚴(yán)格執(zhí)行“一工程、一措施”制度，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部思想高度重視，加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控管理，實(shí)現(xiàn)了安全回采。

2)在回采過(guò)空巷期間，通風(fēng)管理方面采取合理調(diào)配工作面風(fēng)量，提前給空巷分配風(fēng)量，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)有害氣體監(jiān)測(cè)，有效解決了空巷內(nèi)瓦斯積聚問(wèn)題。

3)在回采過(guò)空巷期間，水害管理方面采取了“物探先行、鉆探驗(yàn)證”的方法進(jìn)行探放水，編制探放水設(shè)計(jì)，并探放老空水水量約265 m3，確保了工作面不受水害的威脅。

4)在回采過(guò)空巷期間，頂板管理方面采取了超前支護(hù)、帶壓移架、頂板監(jiān)測(cè)等一系列措施，未發(fā)生冒頂影響生產(chǎn)事故，有效解決了過(guò)空巷期間頂板管理難點(diǎn)。

5)在回采過(guò)空巷期間，通過(guò)一系列技術(shù)措施的實(shí)施，采取的綜合措施得力，使工作面安全、穩(wěn)定、快速地通過(guò)空巷，在效益方面達(dá)到了穩(wěn)產(chǎn)，未造成因冒頂、瓦斯、水害及安全管理停產(chǎn)性影響，至少比預(yù)估影響過(guò)空巷節(jié)省工期5 d左右，為礦井創(chuàng)造約千萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)效益。

安全工作應(yīng)無(wú)止境，11201綜放工作面在空巷巷道較多且分布復(fù)雜的情況下，以“治瓦斯、摸清水”及頂板支護(hù)等管理方面積極進(jìn)行了探索，實(shí)現(xiàn)了安全順利回采，為以后工作面安全順利回采提供了有力保障，并積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

Analysis on safety mining of passing through vacant-channel of 2# coal mining roof working face

Geng Jianwei

(ShanxiHuaningCokingCoalCo.,Ltd,Xiangning042100,China)

Taking the coal mine engineering as an example, the article analyzes support, technological equipment, ventilation and vacant-channel distribution conditions of 2# coal mining roof working face, mainly studies comprehensive safety mining measures, puts forwards a series of countermeasures in aspects of safety management, ventilation management, roof plate management, and water disaster treatment and so on, and finally achieves double effects of safety and benefit.

coal mine, working face, passing through vacant-channel, management

2015-06-04

耿建偉(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)23-0094-03

TD263.56

A