綜采工作面回采接替方案優化探討

武慶凱

（汾西礦業孝義煤炭管理公司 晉汾新天綜合服務公司，山西 孝義 032300）

1 工作面概況

1221、1223工作面位于井下一采區北翼，1221工作面東部為1219工作面，西部為1223工作面，南部為三采區總回風大巷、軌道大巷和皮帶大巷，北部為井田邊界，兩個工作面均為東北高，西南低。

1221、1223工作面所采煤層為2#煤層，為二疊系下統山西組煤層，2#煤層厚1.8～2.3 m，平均2.1 m，屬中厚煤層，是井田較穩定地段，煤層結構簡單，有時一層含夾矸，工作面大部分穩定可采，黑色，屬中灰、低中硫的瘦煤、焦煤，煤層傾角為2°～10°，平均傾角6°。2#煤層煤塵有爆炸危險性，2#煤層煤自燃傾向性質為Ⅱ類自燃煤層，自然傾向性性質為自燃。

其中1221工作面巷道布置情況如下：1221工作面由1221運輸巷（已掘，長度為1800 m）、1221材料巷（原3219留巷，長度為1625 m）、1221回風巷（即1223運巷，已掘進515 m，剩余1300 m未掘進）、1221工作面切割巷（長度180 m）構成。1221運輸巷、材料巷及回風巷均沿2#煤層頂板掘進，1221預抽巷（已掘進1237 m，剩余609 m未掘進）布置在1221運巷西側，與1221運巷外錯45 m，將K3砂巖作為頂板掘進，與2#煤間距為12～15 m，所有巷道均與三采軌道巷及三采回風巷連接，從而形成工作面完整的運輸、通風、排水等系統。

2 存在的困難

由于1221、1223工作面蓋山厚度在600 m以上，煤層埋藏深，工作面掘進時出現了回風流瓦斯濃度偏高，同時，根據礦井工作面的布置情況及煤層地板等高線，通過計算，兩個工作面機頭、機尾高差在17～60 m。由于工作面使用Y型通風沿空留巷工藝，工作面在回采過程中頂板管理尤其是沿空留巷的管理存在一定困難。機頭機位落差大，給通風管理也造成一定困難。

3 工作面回采接替方案

3.1 方案一

自上而下，逐面回采，即先采1221工作面。

（1）通風方式

1221、1223工作面均采用“U”型通風。

（2）巷道布置方式

1221工作面由1221材料巷（原3219留巷，長度為1625 m）和1221運輸巷（已掘，長度為1800 m）構成，因1221材料巷比1221運輸巷標高高（高差為17～60 m），故在回采過程中1221材料巷作為回風巷道，1221運輸巷作為進風巷道（即為上行通風）。

1223工作面由1223材料巷（需新掘進，預計工程量為1950 m）和1223運輸巷（已掘進515 m，剩余1300 m未掘進）構成，因1223材料巷比1221運輸巷標高高，故在回采過程中1223材料巷作為回風巷道，1221運輸巷作為進風巷道（即為上行通風）。

（3）回風隅角瓦斯治理

因1221、1223工作面均采用“U”型通風，在工作面回采過程中回風隅角瓦斯容易積聚，因此采用在回風巷道內錯25 m施工高抽巷的方式進行回風隅角瓦斯管理，預計1221高抽巷工程量為1670 m，1223高抽巷工程量為1850 m。

3.2 方案二

自下而上，階段回采，即先采1223工作面。

（1）通風方式

1223工作面采用“Y”型通風；1221工作面采用“U”型通風。

（2）巷道布置方式

1223工作面由1223運輸巷（已掘進515 m，剩余1300 m未掘進）、1223材料巷（即1221運輸巷，長度為1800 m）、1223回風巷（原3219留巷， 長度為1625 m）、1223工作面切割巷（長度180 m）構成，1223運輸巷和1223材料巷作為進風巷道，1223回風巷作為回風巷道，促使1223工作面形成上行通風，同時，1221運輸巷為沿空留巷，可以為1221工作面回采時服務。

1221工作面由1221材料巷（原3219留巷，長度為1625 m）和1221運輸巷（1223留巷，長度為1625 m）構成，因1221材料巷比1221運輸巷標高高（高差為17～60 m），故在回采過程中1221材料巷作為回風巷道，1221運輸巷作為進風巷道（即為上行通風）。

（3）回風隅角瓦斯治理

1223工作面采用Y型通風及沿空留巷無煤柱開采技術，加之工作面范圍內布置有1221預抽巷和1223預抽巷，可以滿足工作面瓦斯治理要求；而1221工作面采用“U”型通風，在工作面回采過程中回風隅角瓦斯容易積聚，因此采用在回風巷道內錯25 m施工高抽巷的方式進行回風隅角瓦斯管理，預計1221高抽巷工程量為1670 m。

3.3 兩方案比較

項目 方案一 方案二工程量1223材料巷：1950 m，1221高抽巷：1670m，1223高抽巷：1850m；共計5470m，工程量較大。1221高抽巷：1670 m；共計1670 m，工程量較小。瓦斯治理1221、1223 工作面 均 需施工高抽巷，瓦斯治理相對困難。1221工作面需施工高抽巷，1223工作面采用Y型通風，加之1223預抽巷抽采，可以滿足瓦斯治理要求。采掘銜接影響先采1221工作面，則需提前施工1221高抽巷（預計工期10個月），在1221工作面采完接替1223工作面時，需施工1223材料巷和1223高抽巷，且需在1221采空區穩定后方可掘進，預計停滯期為24個月，嚴重影響采掘銜接。先采1223工作面，在1223運巷掘進到位方可安裝回采，1223工作面回采完畢接替1221工作面時，僅需施工1221高抽巷（預計工期10個月），停滯期較短，且在停滯期間可以回采三采區4#煤層工作面，對采掘銜接影響不大。頂板管理1221、1223 工作面 兩 巷至少有一條巷道為新掘進巷道，頂板管理相對比較容易。1221工作面兩巷分別為3219和1223工作面的留巷，且1221為孤島工作面，兩巷頂板壓力較大，頂板管理困難。

通過綜合比較，方案二無論從技術、經濟、安全等方面均明顯優于方案一，最終選擇方案二。

4 結語

通過1221、1223綜采工作面回采方案實例，綜合地理位置及工作面瓦斯情況，擬定了工作面不同開采順序、不同開采方式的兩個方案，從施工工程量、瓦斯治理、采掘銜接影響、頂板管理四個方面進行對比分析，從技術、經濟、安全綜合考慮，最終選定方案二為佳。