淺談綜放工作面沿煤層底板末采技術(shù)

李 震

（河南能源義煤公司 躍進煤礦，河南 義馬472300）

1 工作面概況

23130工作面位于躍進井田東南角，系23采區(qū)下山區(qū)段的第三個工作面。地形復(fù)雜，沖溝發(fā)育，地表高程＋510m～＋552m；煤層埋深802～860m。23130工作面開采煤層為下侏羅統(tǒng)義馬組2－1煤，工作面走向長度1124m，可采長度1002m，傾斜寬度為185m，面積183705m2，工業(yè)儲量1.883Mt，可采儲量1.472Mt。煤層走向111°～136°，傾向201°～226°，傾角10°～16°。煤厚6.6～9.2m，割煤高度2.5±0.1m，放煤高度3.7～5.0m，采放比為1∶1.5～1∶2.0。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層中下部含夾矸0～6層，單層厚0.1～0.3m。該工作面于2009年6月開始生產(chǎn)，2011年2月進入末采階段。

2 拆除方案

23130綜放工作面上順槽采用外錯法（二分層）布置，工作面沿煤層底板進行回采，是躍進煤礦首個投入的綜放工作面，回采拆除施工難度較大，易發(fā)生片幫、冒頂、發(fā)火等情況，而且以前沒有綜放工作面拆除經(jīng)驗。針對這一情況，提出了兩種工作面末采拆除方案：方案一、工作面按照現(xiàn)推進方向（即沿煤層底板）結(jié)束回采；方案二、工作面上抬至煤層頂板（即沿煤層頂板）結(jié)束回采。

3 方案比較

優(yōu)點：① 工作面不需要上抬，縮短了施工工期；② 提高了煤炭資源回收率，較方案二多回采近30kt煤炭，增加經(jīng)濟收入近2000萬元，資源回收率提高兩個百分點；③ 為躍進礦今后綜放工作面沿底回采總結(jié)技術(shù)經(jīng)驗。

缺點：① 工作面支護較為困難；② 工作面煤層容易發(fā)火。

2）方案二

優(yōu)點：① 工作面頂板支護較為簡單；② 工作面不容易發(fā)火。

缺點：① 工作面需要上抬，延誤施工工期；② 煤炭資源回收率低（損失煤炭資源約30kt）。

經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，決定采用方案一。

4 具體措施

1）在工作面推至距停采線45m、30m、15m時，分別在工作面上隅角預(yù)埋3趟Φ100mm注漿管路。通過向采空區(qū)注漿增加采空區(qū)遺煤的濕度，降低采空區(qū)溫度，同時粉煤的沉淀充填了采空區(qū)的空間，降低了采空區(qū)的漏風(fēng)量。

1.3.6 PPCI術(shù)后3月，患者復(fù)查超聲心動圖，了解心功能情況，記錄左室射血分數(shù)（left ventricle ejection fration，LVEF）；觀察LVEF＞50%的發(fā)生率。

2）工作面距停采線40m時，通風(fēng)隊在上、下隅角每隔3m砌垛煤袋墻并進行注凝膠封堵。截止停拆時，上、下隅角共砌垛袋墻18道，并在袋墻之間充填凝膠封堵。最后一道袋墻施工完畢后，對上、下隅角至工作面煤壁段巷道進行噴漿封閉，防止采空區(qū)漏風(fēng)。

3）當工作面回采至停采線15m時，沿工作面走向方向鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)。上網(wǎng)時，要先上1根210m長鋼絲繩引網(wǎng)，網(wǎng)上到頂梁后再上一層網(wǎng)，每層網(wǎng)上面鋪設(shè)彩條布。以后每割一刀（0.6m），沿工作面傾向鋪設(shè)1根鋼絲繩，共鋪設(shè)15根，間距0.6m。鋼絲繩的鋪設(shè)方法：將鋼絲繩沿工作面傾斜方向展開順直，鋼絲繩與菱形金屬網(wǎng)間用10＃鐵絲隔0.3m進行捆扎，鋼絲繩的兩端固定在上、下巷煤墻的上、下幫工字鋼腿或錨桿上，每個繩頭至少上2個繩卡固定，保證連接牢固。

4）當工作面推至擴幫位置時（菱形金屬網(wǎng)落地2.0m后），再割2刀煤（第二刀不拉架子）。然后用采煤機進行擴幫，擴幫寬度不少于2.4m，用2.8m長的12＃工字鋼做梁、腿，一架三棚，棚距0.5m。梁的一端擔在支架頂梁上，搭接長度不少于0.3m；機頭尾排頭架處高度不低于3m（腿長3.2m）。

5）擴幫段頂幫同樣鋪設(shè)雙網(wǎng)雙彩條布，彩條布必須垂落于煤墻上，垂落高度不得低于1.0m，垂落部分用4排1.8m螺紋鋼錨桿錨固于煤墻上。

6）當工作面擴幫結(jié)束后，擴幫段頂板已經(jīng)鋪設(shè)好雙層菱形金屬網(wǎng)和雙層阻燃塑料布。然后在頂板打設(shè)4排Φ22×2.25m螺紋鋼錨桿和1排Φ17.8×8m錨索對頂板進行支護，錨桿間排距0.6m×0.75m，

7）停采后，要在上、下巷端頭老塘內(nèi)壘煤袋墻。煤袋墻壘1.5m寬，噴水泥沙漿封閉，保證不向上下巷老塘內(nèi)漏風(fēng)。

8）工作面停采前，用直徑0.16m圓木在支架下打點桿，每架2根，要打牢打?qū)崱?/p>

9）工作面停采前，提前在23皮帶巷小斜巷及23090下巷車場安設(shè)2×30kW局部風(fēng)機，實現(xiàn)“雙風(fēng)機、雙電源”、“風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖”，采用Φ600mm風(fēng)筒進行導(dǎo)風(fēng)。在下巷密閉墻建成2／3時，開啟風(fēng)機，進行風(fēng)量調(diào)整，拆除期間工作面風(fēng)量控制在500m3／min。

10）停采后繼續(xù)向采空區(qū)進行注氮。

11）在工作面的上、下隅角靠采空區(qū)側(cè)，預(yù)先在上、下隅角和相鄰3個排頭架處布置6個鉆孔，孔深6～8m，埋入注膠管，進行注膠封堵。

12）為防止煤氧化積熱，停采后，采空區(qū)注漿充填。

13）工作面停采前，工作面每隔10架預(yù)埋Φ50mm注氮管路，注氮管路用鋼絲繩與支架連接，從后溜槽底部穿入，埋入采空區(qū)長度不小于5m，與支架同時行進。

14）在工作面下隅角，距停采線30m處預(yù)埋Φ100 mm注氮鋼管，從下隅角向采空區(qū)注氮。

15）利用地面2套制氮機，以及23區(qū)移動式制氮機全天候連續(xù)向23130工作面輸入高濃度氮氣。地面制氮機2臺制氮機每小時氮氣供應(yīng)量不低于1000m3，井下移動式制氮機氮氣供應(yīng)量不低于300m3／h，氮氣濃度不低于97%（見圖1、圖2）。

圖1 23130綜放工作面沿底末采支護剖面示意

圖2 23130綜放工作面鋪網(wǎng)支護剖面

5 解決問題

1）采用綜放工作面沿煤層底板末采技術(shù)，解決了綜放工作面沿煤層頂板末采煤炭回收率低的問題。

2）通過在頂板上鋪設(shè)雙層菱形金屬網(wǎng)和阻燃塑料布并鋪設(shè)鋼絲繩，解決了工作面冒頂和頂煤自然發(fā)火的問題。

3）利用采煤機進行擴幫，解決了爆破落煤要人工清煤的問題，減輕了工人的勞動強度，同時也縮短了擴幫工期。

4）通過提前對工作面上、下端頭構(gòu)建煤袋墻并進行注膠封堵措施，解決了工作面采空區(qū)漏風(fēng)的問題。

5）23130綜放工作面采用沿煤層底板拆除技術(shù)，從末采到拆除支架，工期僅為60天，大大縮短了工程工期。

6 效果

由于方案可行，措施得力，23130綜放工作面順利結(jié)束回采，拆除施工工期比預(yù)計縮短了15天，多采出煤炭近30 kt，并且沒有出現(xiàn)冒頂和發(fā)火事故，保質(zhì)保量完成了拆除任務(wù)，對在復(fù)雜地質(zhì)條件下綜放工作面沿煤層底板結(jié)束回采積累了經(jīng)驗，具有一定的推廣價值。

〔1〕張榮立，何國偉，李 鐸.煤礦設(shè)計手冊〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

〔2〕徐永圻.煤礦開采學(xué)〔M〕.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1993.

〔3〕劉過兵.采礦新技術(shù)〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，2002.