F9305 復采工作面安全回采綜合治理技術研究

蔣志龍 賈秀春 閆春來

（山東省兗州市大統礦業有限公司，山東 濟寧 272100）

1 概況

楊莊煤礦位于兗州煤田西北邊緣，開采二疊紀3 煤層，九采區受當時開采條件的限制，近8 m 厚的煤層只沿煤層底板采出了2 m 厚。F9305 工作面整體位于9311 采空區下方，兩順槽及切眼均沿底布置，其中：F9305 軌道順槽全長709.92 m，松散煤體下掘進長度約為660 m，其余為實體煤掘進。F9305 運輸順槽全長723.7 m，為實體煤中掘進。

采用復采工藝開采遺留的煤炭，面臨的主要問題為頂板管理及防滅火問題。

2 頂板管理[1]

（1）在松散煤體中頂板破碎較重時，工作面局部位置需鋪設雙層金屬網，在第一層金屬網中部位置順向（長邊）鋪設第二層金屬網，依次錯茬鋪設形成雙層網。護幫板影響鋪聯網、割煤時，需提前收回護幫板。一次收護幫板的距離不得超過16架；鋪設金屬頂網后，移架滯后割煤機后滾筒不得超過12 架。頂板破碎時，在不影響移架的前提下，需適當減少收護幫板距離。

（2）為避免松散煤體中支架超高影響支護效果，將割煤高度控制在2.2～2.5 m，減少煤壁處揭露松散煤體的高度。為避免支架頂梁間出現過大錯茬，造成自架間外淌矸石，需順平液壓支架頂梁。

（3）片幫超寬處應及時打出前探梁、護幫板支護。如片幫超寬嚴重，超前移架后不影響采煤機割煤，應按要求超前移架。

（3）在松散煤體區域，為避免頻繁升降架造成頂板煤體破碎加劇，應充分利用支架自身的側護板進行調架。工作面煤壁外鼓，護幫板無法完全打出造成無移架空間或影響割煤時，應使用單體液壓支柱一端頂在護幫板上，另外一端頂在齒軌等穩固位置上，使用單體液壓支柱配合將護幫板打出。

（4）回采期間頂板抽冒區域、揭露斷層區域等工作面易抽冒區段，采取提前3～6 m 在工作面內煤壁處壓注水泥漿（1:1～3:1 質量比）或其他加固材料加強固化。注漿孔距離底板約1.2 m，孔間距3～6 m，垂直于煤壁并與水平面30°～60°。注漿管深度3～6 m，每孔注水泥5～10 袋。

3 防滅火管理

3.1 壓注阻化泡沫

在順槽內注漿管路的末端安裝發泡器，然后將發泡器出料口與架后注漿管連接。注漿站攪拌池容積為50 m3，阻化泡沫的添加比例為3%～5%，加入阻化泡沫后要使用攪拌機攪拌均勻。

3.2 打孔注膠

（1）F9305 工作面回采期間兩順槽頂煤不能及時在關門柱垮落時，在兩順槽平行于巷道布置兩排注膠孔，一排在人行道側，另一排在非人行道側，鉆孔垂直于巷道頂板打設。注膠孔排距為（2±0.2）m，每排孔間距為（3±0.2）m，排與排之間的鉆孔邁步布置，以增加防滅火材料的擴散性。往鉆孔內下設注膠管，向注膠管內壓注阻燃劑（MEA）。

（2）在架后破碎煤巖體內插入注漿管，插管長度根據浮煤或破碎煤體的遺留厚度進行調整，往注膠管內壓注水玻璃、小蘇打膠體或阻燃劑溶液（MEA）等。

（3）水玻璃、小蘇打膠體配比為水:水玻璃:小蘇打=80:15:5（體積比）。阻燃劑（MEA）濃度為7～8 kg/m3，特殊情況提高至15～20 kg/m3。

3.3 噴灑阻燃劑

（1）工作面架后浮煤在每次移后溜后噴灑，噴灑量以保證浮煤全部濕潤為宜，每班至少一次。架后無遺煤處不再噴灑。

（2）溜頭、溜尾關門柱處浮煤較多，應重點噴注阻燃劑，每班至少噴注兩次。噴注方式為：浮煤表面噴灑和破碎煤體插管壓注，插管用4 分鋼管制作，前段加工成花管。

3.4 打設隔離墻

（1）F9305 工作面回采期間推進不大于15 m在兩順槽上下端頭設置隔離墻，隔離墻采用袋裝黃土施工或充填包施工，寬度、高度與上下端頭空間一致。

（2）采用袋裝黃土打設隔離墻時厚度1.5～2 m，施工完畢后對墻體表面噴注水玻璃凝膠，增加隔離墻的密封性。

（3）使用充填包施工時，由F9305 工作面在上下端頭預計施工隔離墻位置用錨桿及鐵絲將包體撐起，使用氣動隔膜泵或氣動注漿泵向充填包內壓注LFM 充填型材料，將包體充滿上下端頭的遺留空間。

3.5 防滅火監測

F9305 工作面自然發火觀測點設在工作面回風隅角、運輸順槽距回風口10～15 m 處，安設一氧化碳傳感器。在工作面回風隅角懸掛一氧化碳便攜儀及甲烷-氧氣兩用儀。

工作面回采期間在兩順槽內分別敷設一路長度不小于40 m 的束管，隨后工作面每推進20 m 重新在兩順槽內敷設一路長度不小于40 m 的束管，依次循環，直至工作面回采結束。

溫度傳感器安設在F9305 面運輸順槽距回風口10～15 m 處，溫度傳感器報警值為30 ℃。

3.6 預埋注漿管

（1）F9305 工作面架后敷設的注漿管間距20～30 m，注漿管管徑不小于50 mm，注漿管與軌道順槽主注漿管連接。依次循環直至工作面回采結束（如圖1）。

圖1 F9305 工作面防火系統示意圖

（2）工作面開切眼、停采線處每路注漿量粉煤灰漿液不少于1200 m3，黃土漿液不小于1500 m3；架后埋管期間每路注漿量粉煤灰漿液不小于600 m3，黃土漿液不小于800 m3。

3.7 工作面應急注氮

F9305 工作面在松散煤體中回采，回采過程中出現火災隱患常規的處理措施不能奏效時，根據工作面、工作面回風流及回風隅角風流中相關氣體指標狀況，采取開放式或封閉式注氮。

4 結語

回采過程中頂板鋪設雙層金屬網、超前預注漿預加固等措施處理維護頂板，保證支架工作狀態；通過壓注阻化泡沫、噴灑阻燃劑及加強監測等措施，回采期間溫度、氣體正常，未出現自然發火隱患，保證了復采安全。