斜溝煤礦回采工作面收尾貫通技術(shù)研究與應(yīng)用

渠 磊

（山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦，山西 興縣033602）

山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝煤礦（全文簡稱斜溝煤礦）是山西焦煤西山煤電集團公司主力生產(chǎn)礦井，生產(chǎn)能力1 500萬t/a。井下綜合機械化回采工作面收尾階段的快速回撤，是減少設(shè)備搬家倒面時間、實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的重要保障。斜溝煤礦23107回采工作面采用預(yù)掘回撤通道的方式進行收尾，由于工作面兩順槽巷道位于特厚煤層不同層位，在沒有參照基準(zhǔn)的情況下工作面與回撤通道精準(zhǔn)貫通難度大，貫通質(zhì)量直接影響工作面回撤速度與施工安全。

1 23107回采工作面基本情況

23107回采工作面是斜溝煤礦二水平21采區(qū)北翼中部的一個綜放工作面，可采走向長度3 400.5 m，傾斜長度242.4 m，開采太原組13號煤層，煤層厚度12.10～16.08 m，平均14.35 m，煤層傾角7.9°～9.6°，平均8.8°，工作面蓋山厚度142～354 m。

23107回采工作面巷道由材料巷、皮帶巷、開切眼、回風(fēng)聯(lián)巷及回撤通道等組成。材料巷布置在工作面的東側(cè)，沿13號煤層底板布置，巷道寬5.2 m、高3.6 m；皮帶巷布置在工作面的西側(cè)，沿13號煤頂板布置，巷道寬5.5 m、高3.8 m；回撤通道布置在工作面停采線位置，與開切眼布置方向的交角為1°，全長242.5 m，主要用于工作面回采結(jié)束后設(shè)備回撤，巷道上寬4.9 m、下寬4.4 m，巷道高3.6 m。回撤通道采用C30混凝土硬化，厚度0.2 m，并沿通道方向邁步式安設(shè)了兩排ZDD18000/26/55型垛式支架用于支護頂板。

23107回采工作面2016年9月26日開始進行調(diào)試生產(chǎn)，于2020年4月25日與回撤通道貫通，2020年4月26日開始回撤，共回采3年零7個月。

2 23107回采工作面收尾貫通技術(shù)方案

23107回采工作面采用“預(yù)掘回撤通道”方法進行收尾作業(yè)，通過采煤機割煤與回撤通道一次性貫通。

由于工作面材料巷、皮帶巷兩順槽巷道位于特厚煤層不同層位，在沒有參照基準(zhǔn)的情況下工作面與回撤通道精準(zhǔn)貫通難度大，貫通質(zhì)量直接影響工作面回撤速度與施工安全。結(jié)合目前礦井現(xiàn)有技術(shù)裝備水平，經(jīng)斜溝煤礦專業(yè)技術(shù)人員多次探討論證，決定采取以工作面與回撤通道測量剖面標(biāo)高比對為主，工作面與回撤通道底煤探測厚度對比、回撤通道施工注灰孔導(dǎo)向指示為輔的綜合貫通技術(shù)措施，可保證工作面高質(zhì)量快速貫通與收尾回撤。

3 工作面與回撤通道測量剖面標(biāo)高比對

斜溝煤礦地測科組織技術(shù)人員針對23107回采工作面收尾貫通制定了專項測量方案。2020年2月6日，工作面推進至距回撤通道150 m時，測量人員對23107工作面皮帶巷、材料巷、回撤通道實測了巷道剖面，對工作面標(biāo)高進行超前預(yù)控。通過對比工作面與回撤通道內(nèi)頂?shù)装鍢?biāo)高，可準(zhǔn)確掌握工作面與回撤通道的頂?shù)装逦恢茫皶r調(diào)整工作面割煤層位。首次測量剖面對比結(jié)果是，工作面機頭部分比回撤通道高8 m。工作面推進至距離回撤通道90 m時，根據(jù)測量對比剖面分析，開始從機頭～60號下放溜子，60號～機尾提溜子調(diào)整工作面。在工作面距回撤通道50～12 m時，根據(jù)隊組生產(chǎn)需要，測量人員隨時待命測量，出井后第一時間計算原始資料，連續(xù)繪制23107回采工作面與回撤通道實測剖面對照圖，通過比較對應(yīng)位置頂、底板差異，從而指導(dǎo)工作面及時調(diào)整。2020年4月11日早班工作面推進到鋪網(wǎng)線位置（距回撤通道12 m），工作面標(biāo)高與回撤通道標(biāo)高基本一致，工作面與回撤通道在同一層位。在整個23107回采工作面收尾期間，地測科測量人員共實測工作面剖面15次。

考慮到只采用上述測量剖面標(biāo)高比對法指導(dǎo)工作面收尾貫通方案單一，需采取其他方法比對驗證，以提升工作面與回撤通道精準(zhǔn)貫通的安全性和可靠性。結(jié)合目前礦井現(xiàn)有技術(shù)裝備水平，采取了工作面與回撤通道底煤探測厚度對比、回撤通道施工注灰孔導(dǎo)向指示等兩種輔助手段，助力工作面與回撤通道精準(zhǔn)貫通。

4 工作面與回撤通道底煤探測厚度對比

在23107回采工作面回撤通道施工過程中，地測科已完成了巷道底煤厚度分布探測搜集工作，并繪制有相關(guān)圖件。工作面推進至距離回撤通道50 m開始，地測科測量人員每次測量工作面剖面時，地質(zhì)技術(shù)人員在工作面測量站點處使用風(fēng)煤鉆探測工作面底煤厚度，將回撤通道和工作面的底煤厚度探測數(shù)據(jù)標(biāo)注在23107回采工作面與回撤通道實測剖面對照圖上，通過比較對應(yīng)位置底煤厚度差異，可從側(cè)面佐證測量剖面成果的準(zhǔn)確性，從而指導(dǎo)工作面及時調(diào)整。

5 回撤通道施工注灰孔導(dǎo)向指示

在23107回采工作面回撤通道安裝垛式支架前，鉆探隊已使用ZDY1300型礦用液壓鉆機在回撤通道向工作面方向水平打設(shè)20 m長的層位注灰指導(dǎo)孔，孔間距5 m，開孔位置距巷道底板1.5 m，孔徑75 mm，共施工鉆孔47個。每個孔內(nèi)放入一組捆扎好的三根PVC管，管內(nèi)充填白灰。

由于施工注灰孔使用的鉆機非定向鉆機，為確保后續(xù)上圖標(biāo)注的注灰孔軌跡準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)可用，我們使用了北京合康科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的YZG4.8礦用鉆孔軌跡測量儀測定注灰孔軌跡。該軌跡測量探桿在鉆頭后安裝，長度3 m，為隨鉆測量，在鉆孔施工結(jié)束、鉆桿退出后，通過配套手機的藍牙功能將探桿軌跡數(shù)據(jù)下載，即可在井下現(xiàn)場查看鉆孔數(shù)據(jù)軌跡和圖示軌跡，并根據(jù)設(shè)定好的鉆孔評價標(biāo)準(zhǔn)對鉆孔進行有效性評價，方便指導(dǎo)安全生產(chǎn)。

使用礦用鉆孔軌跡測量儀有以下優(yōu)點：

1）便于現(xiàn)場調(diào)整鉆孔參數(shù)及時補打，確保終孔位置打到設(shè)計位置，提高鉆孔施工質(zhì)量，消除安全隱患。

2）避免了鉆孔驗收人為弄虛作假事件的發(fā)生。

3）省去了現(xiàn)場人力驗收環(huán)節(jié)，節(jié)約了人力資源、提高了有效鉆探時間。礦用鉆孔軌跡測量儀的使用，可有效提升注灰孔的成孔技術(shù)水平。

當(dāng)23107工作面回采推進至距回撤通道20 m范圍內(nèi)時，可根據(jù)需要將注灰孔開孔、終孔及20 m范圍內(nèi)任意孔深位置標(biāo)注在23107回采工作面與回撤通道實測剖面對照圖上。工作面回采揭露注灰孔，可根據(jù)揭露位置對比分析出工作面與回撤通道底板相對位置關(guān)系，進而指導(dǎo)調(diào)整工作面采煤推進坡度及局部放溜、提溜幅度，為工作面順利與回撤通道精準(zhǔn)貫通。

6 結(jié)語

在綜合采取工作面與回撤通道測量剖面標(biāo)高比對、底煤探測厚度對比、回撤通道施工注灰孔導(dǎo)向指示等一系列貫通技術(shù)措施后，在工作面距回撤通道12 m時，工作面標(biāo)高與回撤通道標(biāo)高已基本一致，工作面與回撤通道在同一層。剩余12 m回采距離，通過工作面最后幾刀調(diào)整，最終工作面與回撤通道實現(xiàn)了精準(zhǔn)貫通，工作面頂板與回撤通道頂板整體齊平，工作面1號～10號支架、30號～130號支架段底板高于回撤通道底板300 mm左右，工作面10號～30號支架、130號～140號支架段底板低于回撤通道底板300 mm左右，達到了收尾作業(yè)技術(shù)要求。