渦北煤礦綜采放頂煤運輸巷層位布置的探討分析

任建國 徐佳永

摘要：我國放頂煤開采技術經過20多年的研究和實踐，已經成為一種投資低、產量高、效益好且適用于特厚及厚煤層開采的采煤方法。近年來厚煤層綜放開采技術在復雜地質條件得到了突破，解決了采出率低的問題。目前廣泛采用的綜放工作面巷道布置方式為回風巷及運輸巷沿巷道底板布置。但在回采過程中巷道變形致使設備及人行通道受限、煤頂下頂板支護難、掘進效率低、生產期間巷道變形量大、維護困難等問題制約了綜放開采技術的發展。針對該問題，渦北煤礦8204里綜放工作面采用運輸巷由原有的“U”型棚支護跟82煤頂施工改變為“平頂棚”配合錨索梁主動支護跟81煤頂板施工。通過層位的改變，現對兩種不同層位施工進行探討，總結了先進經驗。

關鍵詞：層位;掘進效率低;巷道變形

一、基本概況

渦北煤礦主采煤層為較穩定的81、82煤層。81煤厚2.9-8m，平均3.88m，82煤可采煤厚2.0～3.0m，平均2.51m。81、82煤層間距5.1～11.0m，平均6.39m。煤層硬度系數0.25，直接底與偽頂均為泥巖，為“三軟”煤層。采煤方法為單一走向長壁后退式綜采放頂煤。工作面割煤高度為2.5m，放煤高度4.69m（含夾矸0.8m），工作面采放比為1：1.867，放煤步距0.6m。

二、設備選型

液壓支架型號：ZF8400/18/34

過渡支架型號：ZFG10000/21/32

煤機型號：MG500/1180-AWD

超前支架型號：ZQL2×4000/18/35

前、后部運輸機型號：SGZ-764/800

中雙鏈刮板轉載機型號：SZZ800/400

輪式破碎機型號：PLM3000

可縮性膠帶運輸機型號：DSJ100/100/2×200（1部）

DSJ100/100/2×125（2部）

三、運輸巷層位布置優缺點對比

3.1煤頂下掘進布置（如圖一）

運輸巷沿82煤底板掘進，巷道斷面4.8m×3.6m，采用“36U”型鋼三心拱棚支護，棚距500mm，幫部14°扎角，加鎖腿錨桿、索梁。

3.1.1? 運輸巷沿煤層底板布置優點：①巷道跟底掘進利于煤炭資源回收。②工作面下部14架至機頭跟底板回采利于支架穩定。

3.1.2? 運輸巷沿煤層底板布置缺點：①煤頂下掘進，頂板易冒落支護困難，安全威脅大，效率低不利于礦井接替。②回采期間受采動壓力影響，煤冒落段“U”型棚極易變形，影響采煤設備布置及通風行人，后期需重新改棚支護，增大了職工勞動強度和安全風險。③工作面傾角大，端頭管理難度大。④機巷超前支架不能配套使用，需人工抹帽，架棚。

3.2運輸巷沿煤層頂板掘進留煤底布置（如圖二）

運輸巷沿81煤頂板掘進，巷道斷面4.8m×3.6m，采用“36U”型鋼三心拱棚支護，棚距600mm。頂部采用錨索Φ17.8/6300mm配合礦用11#工字鋼補強加固，走向布置在巷道偏中1.0m處，共計2道，間排距：2000×1200mm;錨索梁長3400mm，錨索確保生根在81頂板穩定巖層中;幫部鎖腿布置2道，距底板600mm、1400mm各1道，交錯布置。

運輸巷沿煤層頂板布置優點：①實現跟頂快速掘進，有利于礦井接替。②主動支護巷道變形量小，利于設備布置。③減小工作面傾角，利于支架管理。④配置超前架，降低安全風險，減少勞動力及材料投入。

運輸巷沿煤層頂板布置缺點：①下端頭14架穿煤段由81煤穿至82煤影響下部資源回收，留煤底掘進，造成部分資源浪費。②穿煤段為煤頂煤底，支架易出現“歪斜”。

3.3運輸巷跟底掘進和跟81頂掘進對比

3.3.1? 8204里工作面運輸巷跟81頂掘進期間，每月單進由100m提高到150m，單進提高1/3，實現快速推進。

3.3.2? 回采期間，運輸巷巷道變形量小，實現采煤設備布置最優化。

3.3.3? 采用平頂棚，運輸巷布置超前支架，實現標配無單體。

三、層位確定

渦北煤礦8204里綜放工作面運輸巷根據兩種層位的優缺點對比，采用跟81頂留煤底掘進方式，在生產中取得了較好的成果，同時針對存在的問題，特采取了有效的措施。

3.1? 針對14架以下煤底段支架易出現歪斜，采取了使用1.2m半圓木采取平面向下沿傾向鋪設在支架底座強化底板，取得了良好的效果，杜絕了支架歪斜。

3.2? 嚴格控制工作面生產用水四處流竄，軟化底板。①工作面加強檢修，杜絕支架竄漏液。②機尾運輸機冷卻水，采取鋪設專用管路至機巷集中抽排。減少水對下部煤底段底板的侵蝕。

3.3? 加強運輸巷資源回收。利用檢修班安排專人對運輸巷進行臥底，降低工作面運輸機頭，最大限度的回收煤炭資源。

通過8204里工作面運輸巷跟頂板留煤底掘進，提高了掘進效率，保證了礦井接替，生產中提高了單產水平，降低了安全風險，同時能夠優化配套大功率綜采設備。