綜采工作面的安全高效作業(yè)規(guī)劃

張同國

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

1 工作面概況

陽泉煤業(yè)集團新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司蘆南二區(qū)3213綜采工作面位于525水平，埋藏深度為450～490m。工作面走向長1533m，傾斜長222～231m，面積351880m2。工作面所采3#煤層大部分厚度穩(wěn)定，僅中南部的沖刷區(qū)局部煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)簡單，一般含1層夾石；煤層以鏡煤、亮煤為主，內(nèi)生裂隙發(fā)育。煤層厚度為1.62～2.88m，煤層傾角2～11°，可采指數(shù)1；變異系數(shù)12.5%，儲存穩(wěn)定?；卷敒?.61m的灰白色的細粒砂巖，成分以石英為主，長石次之，局部沖蝕下部巖層與3#煤直接接觸；直接頂為1.25m的灰黑色砂質(zhì)泥巖，含植物化石，局部受老頂砂巖沖蝕不存在。直接底為1.6m的灰黑色砂質(zhì)泥巖，富含植物化石碎片，上部含砂量較小，有時相變?yōu)槟鄮r。

2 水文地質(zhì)條件

蘆南二區(qū)3213綜采工作面最大涌水量為5.0m3/h，正常涌水量為1.5m3/h。在進、回風(fēng)巷低洼處（進風(fēng)巷距切巷20m、412m、1305m處；第二輔助進風(fēng)巷距切巷315m、1000m處）各施工一臨時水倉，水倉規(guī)格為長2.0m×寬1.5m×深1.3m，并配備排水能力不小于10.0m3/h的排水泵。排水線路：工作面臨時水倉→二區(qū)煤層軌道巷→二區(qū)巖層軌道巷水溝→軌道北大巷水溝→南上軌道巷→蘆南中央水倉。

工作面北為傾向SE的單斜構(gòu)造，傾角在2～6°之間；中部為傾向E的單斜構(gòu)造，傾角在2～5°之間；南部為一軸向NW的向、背斜組合褶曲構(gòu)造，兩翼傾角在3～11°之間。工作面為突出煤層，蓋山厚度較大且發(fā)育多處沖刷區(qū)及多個斷裂構(gòu)造，初采階段處于沖刷區(qū)，瓦斯含量較大，需嚴(yán)格執(zhí)行防突措施?；仫L(fēng)側(cè)距切巷1105m處存在一坑透預(yù)測陷落柱，陷落柱邊緣頂板破碎，瓦斯含量可能增大，屆時應(yīng)加強頂板管理和瓦斯監(jiān)測，嚴(yán)格執(zhí)行防突措施。由于東部7211工作面已回采，回采過程中礦壓顯現(xiàn)較為突出，要切實加強進風(fēng)巷端頭及超前支護。

3 頂板管理

3.1 工作面頂板管理

蘆南二區(qū)3213工作面選用ZY6400-17/31D、ZC8000-17/31型支架控制工作面頂板。根據(jù)支架選型計算，本工作面支架選型合理，該型支架最小控頂距4.2m，最大控頂距5.0m，端面距0.34m。

3.2 順槽頂板管理

進風(fēng)端頭及第一輔助進風(fēng)端頭采用一對(兩趟)4.4mП型鋼梁跨溜抬棚，正常情況下，一梁不少于4柱，柱距不大于1.0m。進風(fēng)超前從采線向外100m范圍內(nèi)采用2趟П型鋼梁支護頂板（采幫側(cè)和煤柱幫側(cè)各1趟），進風(fēng)超前支護總距離始終不小于100m。要求柱距1.0m，單體柱距鋼梁梁頭距離為0.2m，一梁五柱。第一輔助進風(fēng)超前從采線向外30m范圍內(nèi)采用在原巷道W鋼帶之間平行于W鋼帶支打4m或3.5mП型鋼梁管理頂板，具體布置：一梁三柱，排距0.8m，距采幫側(cè)梁頭0.3m處支設(shè)第一根單體柱，距煤柱幫側(cè)梁頭0.3m處支設(shè)第二根單體柱，距采幫側(cè)單體柱0.8m處支設(shè)第三根單體柱，第一輔助進風(fēng)超前支護總距離始終不小于30m。

過地質(zhì)構(gòu)造、頂板破碎、應(yīng)力集中區(qū)以及停采前的頂板管理必須根據(jù)現(xiàn)場實際另行編制專項措施。

3.3 礦壓觀測

支架支護阻力觀測目的，主要為了解本采煤工作面頂板運動規(guī)律及頂板對支架產(chǎn)生的壓力特征，確定頂板初次來壓和周期來壓強度[1-2]，掌握綜放面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律。觀測內(nèi)容：（1）支架受力。主要是左、右立柱受力測定，但同時也要對工作面支架支護情況、頂板狀況、煤壁情況進行詳細檢查并留有記錄；（2）兩巷及留巷的頂?shù)装遄冃渭耙平坑^測。在工作面及兩端頭處進行頂板穩(wěn)定性統(tǒng)計，每天統(tǒng)計一次，統(tǒng)計內(nèi)容有支架接頂、片幫深度、端面頂板冒落情況、頂板跨落情況等。

3213綜采工作面共安裝155架液壓支架，工作面155架每架支架一根立柱有壓力傳感器，支架壓力通過壓力傳感器傳入控制泵站控制中心，控制中心對工作面支架壓力情況進行實時監(jiān)測。進、第一輔助進風(fēng)巷道距離機頭尾5m、10m、20m處各安設(shè)一塊YHY-60型單體柱礦壓表。隊技術(shù)員對控制中心數(shù)據(jù)進行采集，每7天采集一次，所采數(shù)據(jù)由生產(chǎn)科礦壓組進行處理。生產(chǎn)科礦壓組進行井下所采集數(shù)據(jù)的分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)、報表和曲線圖，以書面形式寫出分析總結(jié)和頂板來壓預(yù)測預(yù)報。礦壓觀測人員在觀測時，如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測儀器損壞要立即進行更換。

進風(fēng)從工作面采線開始往外5m、10m、15m、30m、50m、80m、125m處各布置一觀測站（共7站），觀測站根據(jù)工作面的推進度倒替前移，每3～4d對巷高、巷寬觀測一次，并做好記錄及時報回礦壓組。第一輔助進風(fēng)從工作面采線開始往外5m、10m、15m、30m、50m、80m、125m處各布置一觀測站（共7站），觀測站根據(jù)工作面的推進度倒替前移，每3～4d對巷高、巷寬觀測一次，并做好記錄及時報回礦壓組。根據(jù)液壓支架支護質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測、頂?shù)装遄冃渭耙平坑^測數(shù)據(jù)，礦壓組要及時對頂板來壓情況進行分析，包括來壓步距等，確保安全生產(chǎn)。

4 通風(fēng)及防塵系統(tǒng)

4.1 通風(fēng)系統(tǒng)

工作面第一輔助進風(fēng)巷與回風(fēng)巷一橫貫設(shè)風(fēng)窗、風(fēng)門，第一輔助進風(fēng)巷一橫貫與回風(fēng)瓦斯繞巷設(shè)兩道風(fēng)門。工作面共設(shè)計有4條通風(fēng)巷道：1條進風(fēng)巷、1條第一輔助進風(fēng)巷、1條第二輔助進風(fēng)巷、1條回風(fēng)巷。預(yù)計3213綜采工作面風(fēng)排瓦斯量12.26m3/min，預(yù)計抽放量（鄰近層與采空區(qū)抽放）為45.44m3/min，總涌出量為57.70m3/min。3213綜放工作面瓦斯來源，小部分為工作面本煤層瓦斯，大部分為頂板垮落后的上鄰近層和采空區(qū)抽放瓦斯涌出。

工作面投產(chǎn)前，必須具備正規(guī)的通風(fēng)系統(tǒng)，本面配風(fēng)量2605m3/min，如遇瓦斯涌出增大等變化時，及時調(diào)整風(fēng)量。開采期間工作面設(shè)置兩名瓦檢員，一人為跟機瓦檢員，一人巡回檢查工作面各檢測點的瓦斯?jié)舛?，瓦檢員實行“三檢查”、“三匯報”及工作面“手拉手”交接班制度，嚴(yán)禁空班漏檢，虛報假報瓦斯。所有人員進出回風(fēng)巷時，嚴(yán)禁將兩道風(fēng)門同時打開，以免風(fēng)流短路造成工作面瓦斯超限，若風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)或其他通風(fēng)設(shè)施受損要及時通知通風(fēng)工區(qū)修復(fù)。

4.2 綜合防塵

在整個防塵供水管線上安裝過濾器，保證噴霧水質(zhì)，配備噴霧泵，工作面采煤機、生產(chǎn)溜的供水必須配備加壓泵，并鋪設(shè)單獨供水管路，確保水壓在3.0～5.0MPa，采煤機必須安裝并使用內(nèi)、外噴霧裝置[3]。采用高壓噴霧降塵技術(shù)，要有獨立的高壓防塵供水系統(tǒng)，割煤時必須噴霧降塵，內(nèi)噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于4MPa，噴霧流量應(yīng)與機型相匹配。外噴霧必須是外力引射的，能覆蓋全滾筒。壓力達不到時必須增設(shè)加壓泵。無水或噴霧裝置損壞時必須停機，并使用二次負壓降塵裝置。

工作面進第一輔助進風(fēng)巷鋪設(shè)消防管路（可與消塵管路共用），進風(fēng)巷每隔50m要設(shè)一組三通閥門，第一輔助進風(fēng)巷每隔50m要設(shè)一組三通閥門。工作面在生產(chǎn)期間，回采隊要及時回收進風(fēng)巷及落山支護材料，錨桿、錨索支護巷道要及時退錨，保證頂板充分塌落，使風(fēng)流合理暢通。滅火沙箱無底，沙量不少于0.5m3。滅火器數(shù)量：設(shè)備列車、皮帶機頭、皮帶機尾、油脂庫每處不少于兩個。同時配備3～5個滅火器，儲存在工作面?zhèn)浼臁?/p>

5 小結(jié)

綜采工作面的安全高效開采是系統(tǒng)化工程。新景礦煤業(yè)根據(jù)3213綜采工作面的實際地質(zhì)條件，對頂板管理、礦壓觀測、通風(fēng)防塵等各環(huán)節(jié)進行了總體規(guī)劃，有效保證了工作面的順利安全開采。