單一突出厚煤層下行開采下分層過上分層切眼技術探討

欒青野

摘要：為解決單一突出厚煤層下行開采下分層過上分層切眼問題，提出了下分層工作面偽斜布置的方式解決工作面過空頂或未完全跨落區域的技術方案及工作面偽斜布置參數;趙固二礦11072工作面偽斜布置現場施工后實現了安全高效回采，對類似條件礦井具有很好的示范作用。

關鍵詞：單一厚煤層;切眼;下行開采;偽斜;參數

中圖分類號：TD ? ? ? ? ? 文獻標志碼：

Abstract：In order to solve the problem of slicing under slicing above slicing in downward mining of single outburst thick seam，the method and parameters of pseudo inclined arrangement for lower level working face are put forward to solve the problem that the working face passes through the empty roof or not completely across the falling area.the safe and efficient mining has been realized after the site construction of 11072 working face in Zhaogu No.2 Coal Mine，which has a good demonstration effect for similar conditions.

Keyword：Single thick seam;cut hole;downward mining;pseudo inclined;parameter.

0引言

趙固二礦主采二1煤層為煤與瓦斯突出煤層，平均煤厚6.16m，屬于厚煤層，受制于現有開采機械及技術因素，同時為了提高資源回采率，工作面多采用分層下行開采，即首先開采上部分層，人工鋪設假頂，后回采下分層，上、下分層均采用全部跨落法管理頂板。但在下分層回采過程中，發現上分層回采后，上分層切眼位置頂板未充分跨落，下分層回采至上分層切眼附近區域時，出現下分層頂板局部懸空，并集聚有大量瓦斯和老空水，嚴重制約下分層的安全高效回采，單一突出厚煤層下行開采中下分層如何安全高效推過上分層切眼或空頂區域成為礦井生產亟待解決的瓶頸問題。

1工程概況

趙固二礦11071、11072工作面位于一盤區東部，分別為11采區二1煤層下行開采的上分層、下分層工作面，均采用綜合機械化走向長臂后退式采煤法，全部跨落法管理頂板;11071工作面設計走向長度2108m，傾斜長度182m，采高3.4～3.6m;11072工作面設計走向長度2100m，傾斜長度140m，采高2～3m，采用內錯式布置，11072工作面切眼與11071工作面切眼平行，兩切眼相距20m。工作面推進方向與上分層切眼相對位置如圖1所示。現11071工作面已回采完畢，11072工作面沿人工假頂正在回采。當11072回采工作面回采至11071工作面切眼附近時，施工超前地質探孔發現鉆孔鉆進至11071工作面原切眼位置時，多數鉆孔有異常瓦斯和水噴出;11071工作面切眼采用錨網索+槽鋼梁聯合支護，設計斷面尺寸：寬×高=8m×3.5m=28m2，工作面在回采期間采用全部垮落法頂板管理。后經分析驗證，11071工作面回采后切眼附近頂板未充分跨落，未跨落區域集聚瓦斯和老空水，超前地質探孔鉆孔內瓦斯和水為此區域內集聚物，這給11072工作面的安全高效回采帶來隱患，亟待解決11072工作面如何安全高效推進的問題。

2工作面布置方式優化

2.1工作面布置方式選擇

（1）正常推進

因11071工作面切眼附近頂板未充分跨落并集聚有大量瓦斯和老空水，若11072工作面按照正常推進方式，將一次性大面積揭露11071工作面切眼未充分跨落區域，可能引發冒頂、水害、瓦斯超限等事故[1-2]，正常推進安全隱患較大，需選擇合理的工作面布置方式。

（2）工作面調斜后推進

根據現場情況，提出進行11072工作面調斜，回采期間提前調整工作面為偽斜布置，避免一次揭露頂分層切眼面積，回采過程中逐步跨越11071工作面切眼區域，防止因壓力增大發生冒頂事故，或有積水、瓦斯涌出[3-4]。

2.2工作面調斜

根據回采經驗，進風巷超前回風巷10m時，刮板輸送機機頭與轉載機機尾搭接較為合理，同時為減少推進過程中一次揭露老切眼面積，11072工作面調斜方法為：工作面割煤每次割兩個機尾一個機頭，必須保證刮板運輸機平直[5-7]，直到機尾超前機頭10m。根據調斜布置需要計算工作面偽斜布置角度α：

tanα=L1/L

式中：α—工作面調斜角度;

L1—回風巷、進風巷相對超前距離;

L—工作面切眼長度。

所以，α≈4°。

由此可知，工作面調斜4°為宜。

調斜期間采煤機加大臥底量，保證采高1.8m～2m;調斜結束后工作面開始按一個機尾一個機頭正常有序組織推進，直至11072工作面由機尾向機頭方向逐漸通過11071工作面切眼。11072工作面推進方向與偽斜布置如圖2所示。

3工作面推進過程災害防治

3.1瓦斯防治

（1）在11072工作面回風巷上分層切眼對應位置距頂板不大于800mm，間距1000mm，共施工7個探放孔。使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設探放孔，仰角45°～50°，孔深設計施工至11071工作面切眼未完全跨落區域內，使用φ19高壓膠管深入至上分層切眼內，另一端與回風巷內壓風管路相連，對上分層切眼進行壓風，并通過打設的探放孔將上分層切眼內氣體進行排出[8] 。

（2）隨著11072工作面的回采推進，當距離上分層切眼7m時，在工作面內每隔5架向前方打設探放孔，距頂板500mm。使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設探放孔[9] ，仰角15°～20°，孔深以打設至上分層切眼垮落不實處為止，進行自然排放上分層瓦斯及有毒有害氣體。

（3）每次揭露上分層切眼長度不得超過6m，揭露上分層切眼后需停止割煤，利用自然通風，排除揭露上分層切眼內的瓦斯或其它氣體后方可繼續采煤[10] 。過老切眼期間，安排專職瓦檢員，隨時檢查作業區域內的瓦斯等氣體。

3.2防治水

在11072工作面回風巷和進風巷設置臨時泵坑及應急水倉，應急水倉內多級離心泵及潛水泵保持熱備，并使用雙回路供電，并保證排水管路暢通、可靠，工作面揭露上分層切眼期間加強工作面頂板及上下順槽巷道圍巖觀測，發現淋水增大時必須立即停止生產，人員全部撤到安全地點后向調度室和區隊值班匯報。在原因未查明、隱患未排除之前，不得進行任何作業活動。

3.3防冒頂

隨著11072工作面的回采推進，當距離上分層切眼5m時，在工作面內每隔10架向前方打探眼，使用ZQS-60/2.0S氣動手持式鉆機配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花鉆桿、φ42mm特制鉆頭打設探眼，仰角15～20°，孔深深度5～8m。根據打設的探眼情況，著重對頂分層切眼采空區垮落不實段降低采煤機的割煤速度，割煤時頂板要割平，禁止留頂煤、傘檐和臺階，液壓支架采取拉超前架、帶壓擦頂移架的方式減少頂板裸露時間，減少頂板掉矸，液壓支架頂梁要接頂嚴密，護幫板及時打開，液壓支架初撐力不小于24MPa[11] ;液壓系統必須完好，禁止出現“跑、冒、滴、漏”現象，液壓支架各部件必須齊全，動作靈敏可靠。

4結論

（1）提出了單一突出厚煤層下行開采中下分層采取工作面偽斜布置的方式解決工作面過空頂或未完全跨落區域的技術方案及工作面偽斜布置參數;

（2）11072工作面偽斜布置現場施工后實現了安全高效回采，對類似條件礦井具有很好的示范作用。

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（作者單位：河南煤業化工集團焦煤公司趙固二礦）