綜放工作面過小窯破壞區(qū)淺析

陳軍民

(汾西新陽煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 孝義 032300)

綜采工作面過空巷一直是回采過程中較為棘手的問題，尤其是遇到斷層、陷落柱等復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，容易造成困難局面，導(dǎo)致推進(jìn)受阻，形成惡性循環(huán)。遇到類似情況時(shí)，必須做好頂板支護(hù)、生產(chǎn)組織、設(shè)備管理和崗位操作等各方面的工作，才能順利推進(jìn)，保證安全生產(chǎn)。

1 工作面概況

新陽煤業(yè)207工作面采煤方法為綜合機(jī)械化低位放頂煤采煤法，采高2.7 m，采放比約1∶2.4。該工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤巖層基本為單斜構(gòu)造區(qū)，產(chǎn)狀為走向北西，傾向北東；有斷層9條，陷落柱5個，斷層走向主要為北西，傾向南西，材料、運(yùn)輸巷均有陷落柱，最大的長軸超過200 m，短軸超過100 m，對回采作業(yè)造成了較大影響。工作面西部約1/3范圍已被小煤窯破壞，層位主要為9#煤層，局部破壞到10#煤層，該工作面切眼長207 m，走向長1 345 m。207工作面小窯破壞區(qū)示意圖見圖1。

2 過空巷前準(zhǔn)備

2.1 困難條件原因分析

工作面推進(jìn)到距空巷段30～40 m處時(shí)，出現(xiàn)頂板破碎、漏煤等現(xiàn)象，頂板維護(hù)難度加大，處理不當(dāng)容易出現(xiàn)擠架、咬架現(xiàn)象；兩巷超前支護(hù)段頂板下沉量較大，出現(xiàn)冒頂、片幫、底鼓等現(xiàn)象，使原有U型棚支護(hù)變形，支護(hù)力無法保證，進(jìn)一步出現(xiàn)的漏煤等現(xiàn)象阻礙了正常的生產(chǎn)循環(huán)進(jìn)度。

圖1 新陽煤業(yè)207工作面小窯破壞區(qū)示意圖

通過總結(jié)分析，工作面過空巷時(shí)的困難主要集中在兩點(diǎn)：

1) 頂板維護(hù)困難較大。

2) 正常循環(huán)進(jìn)度無法保證，二者相互作用，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。

2.2 準(zhǔn)備工作

2.2.1技術(shù)準(zhǔn)備

1) 確定周期來壓步距。

從工作面距離空巷40 m處開始，準(zhǔn)確記錄頂板來壓情況，計(jì)算來壓步距，為生產(chǎn)組織提供依據(jù)，以此調(diào)整工作面推進(jìn)速度，確保在工作面過空巷時(shí)避開周期來壓，順利通過空巷。

2) 編制安全技術(shù)措施。

根據(jù)工作面現(xiàn)場條件，編制相關(guān)的安全技術(shù)措施，提前規(guī)劃好頂板支護(hù)、拉架作業(yè)、工作面調(diào)整、設(shè)備檢修、人員組織等。

3) 根據(jù)該礦地測圖紙資料，結(jié)合工作面現(xiàn)場實(shí)際，分析水文地質(zhì)情況，做好一通三防及探放水工作。

2.2.2材料準(zhǔn)備

1) 坑代支護(hù)品。

根據(jù)工作面情況，準(zhǔn)備相應(yīng)規(guī)格的金屬網(wǎng)、單體液壓支柱、π型梁、棚板、圓木等，保證數(shù)量充足。

2) 備品備件。

主要有前、后刮板輸送機(jī)的刮板、E型螺栓、接鏈環(huán)等易損易耗件，液壓支架的操作片閥、各型號密封圈、高壓膠管等，確?？梢约皶r(shí)更換。

2.2.3來壓規(guī)律總結(jié)

由于受空巷影響較大，當(dāng)工作面初采時(shí)就進(jìn)行礦壓觀測工作，統(tǒng)計(jì)周期來壓數(shù)據(jù)，預(yù)測過空巷期間的壓力狀況，及時(shí)進(jìn)行修正。207工作面過空巷前后的周期來壓規(guī)律總結(jié)如下：

1) 等壓是釋放礦壓的較好方式，可以使工作面支架來壓范圍增加，平均壓力值升高2～5 MPa，還可使頂板活動趨于穩(wěn)定，等壓結(jié)束生產(chǎn)第一刀煤后，壓力下降30％～50％。

2) 等壓時(shí)，工作面和空巷側(cè)各向煤柱內(nèi)片幫1 m左右，有效支護(hù)煤柱剩余1 m，確定3 m等壓比較合適。

3) 周期來壓規(guī)律。周期來壓持續(xù)一般在5～6刀，在3 m時(shí)等壓，讓頂板壓力充分釋放，工作面進(jìn)入空巷時(shí)，正處于周期來壓的末期，有利于貫通。

4) 從距離空巷的距離和時(shí)間上看，當(dāng)工作面頂板下沉速度較快時(shí)，空巷的頂板下沉速度也較快，平均約15.8 mm/h，在等壓后，空巷的頂板下沉速度趨緩。

3 過空巷安全技術(shù)措施

3.1 工作面安全措施

1) 工作面40#支架至機(jī)尾147 m范圍內(nèi)受小窯破壞影響，采取跟機(jī)作業(yè)帶壓拉架方式通過，拉架時(shí)要少降、慢降、快移，支架開始移動后停止降架，支架到位后及時(shí)升架并迅速伸出伸縮梁護(hù)頂。

2) 工作面受空巷影響，若煤壁片幫或頂板破碎嚴(yán)重，在破碎處支架上方鋪網(wǎng)并且平行于工作面布置2排規(guī)格為d200/2 mm×3 000 mm的棚板帶壓拉架，鋪設(shè)金屬網(wǎng)規(guī)格：6 000 mm×900 mm，網(wǎng)格尺寸為40 mm×40 mm，網(wǎng)格形式為經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)絲材料為10#鉛絲，鋪設(shè)時(shí)采用長邊對接，短邊搭接，搭接長度為300 mm，聯(lián)網(wǎng)距≤250 mm， 短邊搭接處雙排聯(lián)網(wǎng), 長邊對接處單排聯(lián)網(wǎng)，單股聯(lián)網(wǎng)絲對折使用，每扣擰3圈以上。前滾筒割煤后及時(shí)伸出伸縮梁護(hù)頂，追機(jī)打開護(hù)幫板護(hù)幫，若片幫嚴(yán)重二次拉架后端面距>340 mm時(shí)，應(yīng)在支架前梁上挑棚板支護(hù)。

3) 過空巷要采取二次移架的方式及時(shí)拉架以縮小端面距，如果頂板破碎要保證支架頂梁接頂嚴(yán)密，護(hù)幫板及時(shí)伸出護(hù)幫。端面距≥500 mm時(shí),打貼幫戴帽點(diǎn)柱支設(shè)抬棚。

4) 采煤機(jī)割煤時(shí)速度要慢， 防止空巷內(nèi)有金屬物因采煤機(jī)速度過快而崩出傷人，采煤機(jī)司機(jī)要密切注意采煤機(jī)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)不安全因素，及時(shí)停機(jī)進(jìn)行處理。

5) 推進(jìn)過程中根據(jù)空巷地測資料，在工作面不上竄下滑的前提下，盡量將工作面與空巷調(diào)成斜交，減少空巷暴露面積。同時(shí)適當(dāng)調(diào)整工作面采高(不得低于2.5 m)，使工作面采高與空巷平緩過渡。推進(jìn)時(shí)首先進(jìn)行工作面運(yùn)輸機(jī)尾調(diào)斜，并要求走2個機(jī)尾循環(huán)，拉1個工作面正刀循環(huán)。

3.2 兩巷安全技術(shù)措施

1) 為避免移架過程中頂板下沉、破碎發(fā)生漏渣現(xiàn)象，根據(jù)頂板情況提前鋪設(shè)金屬網(wǎng)，在每兩個鋼帶或棚子中間垂直巷道架設(shè)3.2 m的π型梁或圓木，一梁三柱支護(hù)。兩巷在小窯破壞區(qū)域時(shí)原架設(shè)的U型棚梁不進(jìn)行拆除，取棚腿時(shí)必須提前將頂梁支護(hù)后再進(jìn)行，嚴(yán)格執(zhí)行“先支后回”的原則。新207工作面運(yùn)巷加設(shè)圓木支護(hù)示意圖見圖2。

圖2 新207工作面運(yùn)輸巷加強(qiáng)支護(hù)示意圖

2) 兩巷根據(jù)頂板情況延長超前支護(hù)距離，并加強(qiáng)支護(hù)，使用DZ-31.5型單體支柱配用3.2 mπ型梁進(jìn)行支護(hù)。單體支柱配π梁具體形式為：3.2 mπ型梁平行于巷道分3排布置，π型梁梁頭對接(最大不得超過100 mm)，π型梁距兩幫均為400 mm、一梁三柱，支柱距梁頭200 mm，柱距1 400 mm。超前加強(qiáng)支護(hù)示意圖見圖3。

圖3 新207工作面材料巷加強(qiáng)支護(hù)示意圖

3.3 其他安全措施

1) 日常做好對工作面及兩巷小窯破壞、空巷影響范圍內(nèi)支架、支柱的二次補(bǔ)液，保證支架的初撐力不得低于24 MPa、支柱初撐力不低于7.7 MPa。

2) 關(guān)鍵崗位作業(yè)人員必須業(yè)務(wù)熟練，在作業(yè)時(shí)必須保證按章熟練操作，避免由于操作失誤造成影響。

3) 嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入未維護(hù)空巷范圍內(nèi)。煤機(jī)距離支護(hù)段10 m時(shí)要停止并閉鎖煤機(jī)和前刮板運(yùn)輸機(jī)，按照“先支后回”的原則，回收影響煤機(jī)通過的支護(hù)材料。煤機(jī)割到此處要放慢速度，走空刀通過空巷支護(hù)范圍。

4) 加強(qiáng)各機(jī)電設(shè)備的檢修，尤其是前、后刮板運(yùn)輸機(jī)，液壓支架，端頭端尾電機(jī)減速器，以排除安全隱患，保證開機(jī)率。

5) 設(shè)專職瓦檢員檢查工作面的各類有毒有害等氣體情況，發(fā)現(xiàn)異常立即匯報(bào)，以便采取有效措施，保證作業(yè)人員的安全。特別是工作面與空巷交叉點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)有毒有害氣體的監(jiān)測，發(fā)生有害氣體超限時(shí)，工作面人員必須立即停止作業(yè)、切斷設(shè)備電源、及時(shí)匯報(bào)并撤離工作面，待有關(guān)人員處理確保安全后再進(jìn)行作業(yè)。

6) 定期觀察、掌握工作面涌水情況，提前進(jìn)行探放水作業(yè)。工作面要備足水泵、水管等排水設(shè)備，兩巷水倉必須配備2臺排量在50 m3/h以上的水泵，保證一用一備。

7) 如發(fā)生冒頂，必須先觀察冒頂區(qū)周圍的情況，預(yù)備好足夠的木料和工具，并由專人負(fù)責(zé)觀察頂板的變化情況。在處理冒頂之前，必須先清理好退路，將周圍頂板維護(hù)好，待冒頂區(qū)頂板穩(wěn)定后，方可進(jìn)行處理。在冒頂區(qū)域使用勾木打設(shè)“#”字型木垛進(jìn)行接頂，操作時(shí)只準(zhǔn)一人站在冒頂處斜上方作業(yè)，并隨時(shí)進(jìn)行敲幫問頂，防止發(fā)生二次冒頂傷人，如發(fā)現(xiàn)異常(頂板響動、漏矸等)情況，立即通知作業(yè)人員停止工作，迅速撤出冒頂區(qū)。

4 取得的效果

207工作面在過空巷期間采取相應(yīng)的措施后，改善了巷道條件，保證了循環(huán)進(jìn)度，生產(chǎn)條件逐漸轉(zhuǎn)好，主要取得以下效果：

1) 巷道得到有效支護(hù)，釋放了礦山壓力，減少了頂板下沉量，底鼓、片幫等現(xiàn)象顯著減少。

2) 頂板得到有效控制，連續(xù)性得以保證，避免了大量漏煤掉碴現(xiàn)象，為超前支護(hù)架拉移、設(shè)備推進(jìn)創(chuàng)造了有利條件，減少了清煤帶來的勞動量。

3) 工作面在保證刮板運(yùn)輸機(jī)不上竄下滑的條件下，盡量調(diào)成偽斜，使工作面和空巷形成角度，逐段通過空巷，減小了工作面大面積冒頂?shù)目赡苄浴?/p>

參 考 文 獻(xiàn)

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