淺談殘留孤島工作面綜放開采技術

閆文勝

（晉能控股煤業集團公司云岡礦技術部山西大同037003）

0 引言

晉能控股集團云岡礦12#層406 盤區8615-1 綜放工作面利用2615-2巷作為盤區軌道巷使用,導致該工作面形成“孤島”工作面。采煤方法采用傾斜長壁后退式低位放頂煤綜合機械化，設備配備ZFS7500/22/35型液壓支架，ZFSG6800/22/33型過渡支架，ZFSD5600/22/35 型端頭支架，SGZ764/630 前運輸機、SGZ800/800 后運輸機，MG300/700-WD型交流電牽引采煤機［1］。

1 工作面臨近煤層狀況

該工作面為孤島開采，上覆存在2、3兩層煤，上覆2號層為宏達煤礦采空區及巷道，上覆3號層宏達煤礦采空區、巷道和馬營洼煤礦采空區、巷道以及我礦8809 采空區，8809 工作面采空區東西向布置，回采時間為1997年，采空區整體西高東低。北部為該礦8613工作面采空區，面間煤柱25 m,南部為該礦8633 工作面采空區,面間煤柱30 m（均已開采完畢）。工作面與采空區布置如下圖所示：

2 工作面煤層頂底板地質構造

2.1 煤層情況表

煤層總厚/m 6.7 6.0～7.8 100%煤層煤層傾角/（°）煤層結構/m簡單無夾石變異系數/%夾矸可采指數普氏硬度（f）本工作面煤層總體比較穩定，厚度在6.0 m～7.8 m之間，平均6.7 m。3 9.8%直接頂4穩定程度直接底4°1°～11°穩定5煤質情況據相鄰鉆孔資料：M=7.0～8.5 A＝6.0～8.5 V＝27.9～34.7 Q＝5000～5100 S＝1.4～2.1 工業牌號2#弱粘煤

2.2 煤層頂底板情況表

頂底板名稱巖石名稱厚度/m巖石特性老頂中砂巖30～33.3 31.7灰白色中砂巖為主，夾有細、粗砂巖。直接頂粉細砂巖互層2.1～3.1 2.6灰黑色，石英長石為主，大量云母碎片及炭質斑點，磨圓度很好，膠結致密，呈厚層狀、分選。直接底細粉砂巖互層3.05-4.0 3.5灰白色，含硫化亞鐵結核。

3 開采期間注意重點

3.1 開采工藝

保證安全開采的前提下，為減少煤炭損失，提高回采率，對頭尾放煤管理、放煤步距、具體采煤方法為：

（1）采煤機進刀方式采用割三角煤端頭斜切方式，上下切口由采煤機自行開切進刀長度25 m，進刀深度為0.6 m，進刀時煤機速度控制在3 m/min以內。

（2）割通三角煤后，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤并裝煤，工作面運輸機運煤，距采煤機后滾筒4.5 m依次移架，及時支護，采煤機后15米開始順序移溜，放頂煤，移后部溜子，如此循環往復。

（3）移架方式為本架順序移架，即沿采煤機割煤方向依次移架，拉架滯后采煤機后滾筒1—3 架順序移架。當頂板破碎時必須采用擦頂移架方式，移架必須做到降一架，移一架，移過后及時升起。支架升起后，必須接頂嚴實，達到初撐力，同時要將支架移成一直線，其偏差不超過±50 mm，以保證支架的切頂性能。

（4）割煤過程中，如遇頂板壓力大，破碎時，移架應跟緊采煤機后滾筒，不留滯后距離或提前拉架。

（5）推刮板運輸機采用整體推移法，當采煤機由尾向頭進行，由尾向頭推，當采煤機由頭向尾進行，由頭向尾推。操作時滯后采煤機后滾筒15 m進行，該段保持三個推移千斤同時工作，刮板運輸機移過后必須成一條直線，彎曲度最大不越過3°，彎曲段長度不得小于15 m，正常推移必須在刮板運輸機運轉中進行［1］。

3.2 過應力集中區頂板管理方法

8615 工作面上覆為宏達煤礦采空區、巷道以及8809 采空區，煤柱處頂板應力集中，過煤柱時采取調斜開采，并加強液泵、液壓支架的管理，保證壓力達到要求：

（1）過煤柱前將工作面調斜，保證過煤柱時工作面煤壁與煤柱斜交。

（2）過煤柱期間，支架采取及時追機帶壓擦頂移架的方法，控制最小端面距，防止造成大面積空頂，同時工作面割煤過程中要見頂見底保證采高不低于2.3 m，必要時割頂或割底，防止因為采高不夠再加上頂板下沉造成壓架［2-3］。

（3）采取鉆孔卸壓技術，在兩順槽煤壁打卸壓孔，在兩順槽底板施工卸壓槽，釋放超前集中應力。

（4）壓力增大時調整頂板預裂孔步距，加大預裂范圍。

（5）檢修工作加大管理力度，保證過煤柱期間工作面保持快速推進，順利通過煤柱。

3.3 偽頂及頂板破碎帶頂板的管理

（1）工作面頂板破碎時，采用擦頂移架，保證采煤機最大限度縮小工作面端面距，及時支護。

（2）保證支架升緊支牢，達到初撐力，泵站必須保證液泵正常運轉，液泵輸出壓力保證達到30 MPa。

（3）兩順槽過頂板破碎區域時提前鋪設規格為2×4 m的8#鉛絲編制金屬網，金屬網垂直順槽從端頭架頂梁最前端依次鋪設，兩片金屬網搭接寬度為0.2 m，搭接部分采用14#鉛絲雙股雙排聯接，聯接點間距不大于0.2 m。壓網步驟：端頭架前先架設一根長梁壓網，放第二排長梁，用長梁壓住，以此依次往前壓網。鋼梁不接頂處用剎頂木背實，破碎處同時預注瑪麗散。

3.4 兩巷支護

（1）將兩巷超前支護由原來20 m 延長至50 m,端頭支護采用堆柱支護；對兩順槽有護幫錨桿網的基礎上進行全封閉鋪網并掛錨索鋼梁，并且在面間煤柱注射馬麗散固化煤體［3］。

（2）加強工作面礦壓監測監控力度，收集和整理資料，總結超前來壓規律，搞好礦壓預測預報工作。在原五區七線和連續記錄儀的基礎上，又在兩端頭支架上分別安裝采連續記錄儀分機，監測端頭壓力情況［4］。

4 工作面回采結束實踐效益

為低位放頂煤孤島工作面開采實現了煤礦高效開采、安全生產、保證了礦井順利地完成全年的生產任務，為企業增創了可觀的經濟效益。

5 結語

煤礦資源匱乏，保障安全的前提下，實現最大效率開采煤礦。煤礦企業為了順應時代發展要求，應當不斷更新與完善自身技術。12#8615 孤島工作面，地質條件復雜，開采難度高，工程質量管理困難。該工作面的成功開采具有典型代表性，能夠為低位放頂煤孤島工作面開采提供可靠依據，提高煤礦經濟效益。