復合煤層自然災害綜合防治技術研究與應用

吳春濤 鐵法煤業(yè)（集團）有限責任公司曉南礦

鐵煤集團曉南礦自1982年開始綜合機械化開采以來，已有20多年的歷史，綜合機械化采煤工藝得到了迅速發(fā)展，礦井核定生產能力為210萬噸，但隨著礦井機械化開采程度的加大，礦井服務年限在逐年縮短，為提高資源回收率，礦井、采區(qū)邊界煤柱或復合煤層的開采被排上日程，給綜采工作面及兩順維護帶來難度，研究和探索復合煤層回采工藝和技術管理對于提高礦井資源回收率，延長礦井服務年限具有重要意義。

一、采煤工藝與生產安全管理

（一）采煤工藝

1.采煤方法

本工作面采用走向長壁布置方式，采用后退式全部垮落綜合機械化一次采全高開采方法，采煤機割煤，采煤機滾筒葉片裝煤,液壓支架支撐頂板，運輸機將煤運出工作面，再經由轉載機（破碎機）和膠帶運輸機將煤由運順運出采區(qū)。

2.采煤機進刀方式

本工作面采用單向割煤。本工作面煤層傾角大，工作面內最大坡度21°，最大落差44m，采煤機上坡牽引割煤有困難，設備磨損量較大，所以采用單向割煤，即下坡方向牽引割煤，上坡方向牽引掃貨，保證采煤機正常工作，采用機頭留三角煤端部斜切進刀法，雙滾筒采煤機下行割煤，前滾筒割頂煤后滾筒割底煤，一次采全高。

3.支護方式

工作面切眼共安設液壓支架110組，前端頭安設2組ZTZ22500-19/35型端頭支架，5組ZYG6800-15/35型過渡液壓支架，其余為ZY6800-15/35型液壓支架；采用全部垮落法控制頂板，采空區(qū)頂板隨液壓支架前移自行垮落。工作面液壓支架最小控頂距為4300mm（可伸縮式頂梁，行程600mm），最大控頂距為5100mm；采用追機移架及時支護，即采煤機割煤過后及時移架，移架要滯后采煤機底刀滾筒3～5組支架，移架步距0.8m。

（二）回采設備管理

1.支架狀態(tài)管理

調整支架狀態(tài)，使支架和工作面運輸機垂直正交并非斜交，這不僅能夠保證工作面設備合理使用，避免工作面推拉框架別勁、損壞，同時對防止運輸機下滑也有抑制作用。為保證支架調整方便我們將頂梁側護板與掩護梁側護板分開來使用，中間用一個φ10球閥和三通操控既方便簡單又起到了很好的效果。

2.運輸機檢修管理

在此大傾角工作面生產過程中運輸機最擔心的就是斷鏈，一旦生產過程中斷雙鏈，鏈子會沿坡度下滑，后果將不堪設想。所以為防止斷鏈、跑鏈，生產過程中加強了運輸機的檢修管理。首先，嚴禁任何鐵器進入運輸機，前后金屬網錨桿及時回收，損壞的刮板要及時更換，鋸齒環(huán)天天檢查、定期更換，生產過程中每兩個月更換一回。

二、瓦斯與防滅火管理

（一）回采期間瓦斯涌出情況

2010年9月，委托中國礦大進行了煤與瓦斯突出危險性鑒定，鑒定結果為非突出礦井。瓦斯以吸附和游離方式賦存在煤層中，7-2煤層瓦斯壓力0.23MPa、瓦斯含量5.75m/t、瓦斯放散初速度16.9mmHg、煤體堅固性系數1.37f，W2-721工作面回采期間絕對瓦斯涌出量22.58m3/min。

（二）瓦斯抽采系統(tǒng)

曉南礦地面泵站安裝6臺水環(huán)式真空泵,型號分別是2BEC-42、2BEC52、CBF-730，額定抽采量分別是120、250、550m3/min。工作面回順接設一趟∮273mm瓦斯管路、一趟∮400mm瓦斯管路，同時在運順接設一趟∮273mm瓦斯管路抽采前隅角瓦斯。在回順設置13個鉆場、1個高位鉆場，西二九舊巷布置1個鉆場，運順布置2個鉆場。

（三）瓦斯來源分析

1.本煤層落煤期間解吸瓦斯及周邊煤巖在回采期間落煤涌出瓦斯。約占采面瓦斯涌出量的70～80%；

2.鄰近層：

（1）上臨近層4層煤，距本層16.99米（平均）。

（2）下臨近層8層煤，距本層10.65米（平均）。

3.臨近采空區(qū)：W2-720采空區(qū)涌出瓦斯量約占本采煤工作面瓦斯涌出量的3～8%；

4.頂板裂隙帶賦存的瓦斯約占工作面瓦斯涌出量的6～10%；

（四）回采各階段防滅火方法

1.回采前防滅火方法

（1）噴漿：本工作面在安裝前對運順隅角和回順隅角巷道外側煤壁進行噴漿，運順側噴漿56m長，回順側噴漿32m長，共計噴漿面積達263m2。

（2）施工注泥孔：在運、回順隅角噴漿段利用手持式風動鉆機每間距3m施工1個注泥孔，鉆孔在巷道腰線以上，孔深2m，孔內安設1.5m長1吋管，利用聚氨酯對鉆孔進行封孔。

（3）注阻化劑：利用阻泥泵通過1吋管對煤壁進行注阻化劑（白泥；氯化鎂）。共對噴漿區(qū)域注白泥4噸，注鹵水2噸。

2.回采期間防滅火方法

（1）運順注砂（漿）：運順隅角每間隔30m引埋Ф108mm鋼管一趟，用彎頭及短管接到頂板最高處，作為注砂管，回采50m進行首次充填，首次充填河砂100m3，以后砂管路每埋入15～20m后通過該管路對采空區(qū)進行注砂,注砂后該管路廢除。工作面每推進30m，上下隅角注砂1次。

（2）架間充填：

在回采過程中，在工作面架間留設充填管路，由于工作面受條件限制，曉南礦加工800mm長一根的短管進行埋管，留設5-10后對架間進行砂砂充填，在回采期間共計向架間充填4次，共計充填河砂120m3。

[1]姜學云編.綜采工作面工藝參數研究[M].中國礦業(yè)大學出版社.1994.

[2]地下開采現代技術理論與實踐[M].煤炭工業(yè)出版社.2002.