綜采工作面穿層回采技術(shù)研究及應(yīng)用

摘 要：本文通過對(duì)大興礦SV709綜采工作面穿層回采遇到的技術(shù)難題進(jìn)行分析和研究，特別是對(duì)頂板的控制，通過多種支護(hù)手段的探索和實(shí)踐，采取了可行的防控措施，使頂板得到了有效的控制，順利地通過了工作面穿層回采，確保了工作面按正規(guī)循環(huán)安全順利推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：穿層回采;頂板;聯(lián)合支護(hù)

1 研究的目地和意義

針對(duì)綜采工作面回采過程中遇到穿層回采頂板控制難度大的問題，特別是周期來壓給綜采工作面安全生產(chǎn)帶來的安全隱患，甚至?xí)?dǎo)致工作面漏頂、冒頂?shù)氖鹿拾l(fā)生，鐵法煤業(yè)集團(tuán)公司大興礦對(duì)SV709綜采工作面穿層回采期間采取了綜合頂板防控措施，杜絕了頂板事故的發(fā)生，確保了工作面回采的順利進(jìn)行。

2 工作面概況

2.1 工作面穿層回采概況

SV709綜采工作面煤層厚1.90～6.95m，由于受火成巖侵入影響，工作面走向在北側(cè)和南側(cè)煤厚差異較大。北側(cè)煤層因火成巖中間侵入，7煤層被火成巖一分為二，上部為7-2上煤層，厚度一般為1.20m，大部分為天然焦。下部為7-2煤層，煤層厚度一般為3.56m。南側(cè)煤層較厚，一般為6.00m左右。煤層垂直節(jié)理發(fā)育，走向近東西向。火成巖侵入對(duì)煤層的影響主要有兩個(gè)方面：一是該區(qū)煤層受火成巖影響，煤層變質(zhì)嚴(yán)重，煤層灰分增高，發(fā)熱量減小;二是由于該區(qū)煤層厚度受火成巖侵入隨機(jī)性的影響，造成煤厚變薄，致使工作面內(nèi)煤層厚度異常，局部形成無煤帶。

2.2 工作面煤層頂、底情況（見表2-1）

2.3工作面穿層素描圖（見圖2-1）

3 穿層回采方案

3.1常規(guī)穿層回采方案

現(xiàn)階段，整體穿層和逐段穿層是綜采工作面穿層回采的方式、方法主要有兩種。第一種整體穿層方式：是穿層面與工作面推進(jìn)方向平行，從機(jī)尾到機(jī)頭同時(shí)穿層，工作面整體抬底破頂，直到接觸到上層頂板為止。這種穿層方法優(yōu)點(diǎn)是穿層速度快，缺點(diǎn)是破頂面積大，易產(chǎn)生冒漏頂事故，頂板管理難度大，安全系數(shù)低。第二種逐段穿層方式：是穿層面與工作面推進(jìn)方向斜交，從機(jī)尾到機(jī)頭逐段抬底破頂施工，每個(gè)循環(huán)抬底破頂?shù)姆葢?yīng)控制在200mm～300mm。該方法優(yōu)點(diǎn)是抬底破頂范圍小，頂板管理難度相對(duì)較小，易于防范頂板事故，缺點(diǎn)是穿層時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，穿層段與非穿層段連接處存在高低落差，不利于液壓支架和刮板輸送機(jī)的管理。

3.2? SV709綜采工作面穿層回采方案

經(jīng)過對(duì)常規(guī)穿層回采方案的研究，SV709綜采工作面穿層期間選擇第二種穿層方式，并在此方案的基礎(chǔ)上，采取了超前施工穿層過渡帶硐室、增強(qiáng)回順側(cè)支護(hù)、工作面穿層數(shù)據(jù)管控等具體措施。

（1）超前施工穿層過渡帶硐室

針對(duì)工作面穿層由機(jī)尾向機(jī)頭方向過渡特點(diǎn)，重點(diǎn)落實(shí)在穿層的初步階段，初步階段頂板得到控制，未來穿層工作就會(huì)得以順利開展。提前在回順巷道軟幫側(cè)施工走向長(zhǎng)度10m，寬度為對(duì)應(yīng)工作面三組支架的硐室，直接過渡到上層頂板，并采用錨索、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)控制住頂板，防止穿層初步階段機(jī)尾幾組支架上方頂板破碎，支架倒架等不利因素。

（2）增強(qiáng)回順側(cè)支護(hù)

提前在回順側(cè)頂板補(bǔ)打錨索支護(hù)，尤其超前施工巷道軟幫側(cè)錨索?；仨樚媾镏Ъ苌戏教崆按╄F，并在兩側(cè)打好單體點(diǎn)柱，形成鐵棚加替棚支架雙重支護(hù)，保證推移替棚支架期間，頂板不會(huì)隨著替棚支架的升降造成破碎。

（3）工作面穿層數(shù)據(jù)管控

穿層抬底破頂量要有嚴(yán)格數(shù)據(jù)控制，由機(jī)尾向機(jī)頭每10組支架為重點(diǎn)穿層抬底破頂區(qū)域，10組支架為過渡區(qū)域，形成穿層段逐步過渡到整個(gè)工作面。其重點(diǎn)穿層區(qū)域，每個(gè)循環(huán)的抬底破頂?shù)姆缺仨氝_(dá)到300mm以上，過渡區(qū)域逐漸消化其抬底破頂量直至與工作面現(xiàn)有層位結(jié)合。

（4）穿層收尾工作

工作面穿層逐步推進(jìn)到機(jī)頭側(cè)后，同樣方式要對(duì)運(yùn)順頂板進(jìn)行提前加固，針對(duì)運(yùn)順高度高的問題，可提前備圓木棚，施工錨索掛懸臂梁棚等方式，保證端頭支架能夠接頂，滿足正?；夭傻男枰?。

4 穿層期間的重點(diǎn)工作

（1）工作面回采高度

工作面頂板穿層期間，合理的采高至關(guān)重要，不僅能有效的控制頂板，還對(duì)支架的支撐狀態(tài)提供基本保障。SV709綜采工作面液壓支架的型號(hào)為ZY10000/27/56掩護(hù)型支架，支撐高度在2.7m～5.6m之間，故穿層期間要認(rèn)真觀察工作面頂板情況，準(zhǔn)確掌握工作面頂板層位變化，回采高度不得超過5.2m。

（2）液壓系統(tǒng)的管控

工作面在穿層期間，頂板及圍巖條件差，要對(duì)頂板進(jìn)行快速穩(wěn)定的支護(hù)，液壓支架要快速帶壓移架，提供足夠的工作阻力和初撐力，并保證支架狀態(tài)，支架要正直接頂。抬底過程中，要利用好抬高缸，保證支架能夠跟上抬底幅度，工作面頂板穿層期間合理控制過渡段長(zhǎng)度，減少支架側(cè)護(hù)板高差。拉架時(shí)，觀察好現(xiàn)場(chǎng)情況，防止擠架、咬架。為防止支架傾倒，還可以使用支架防倒缸與正常接頂?shù)闹Ъ芟噙B接，做為輔助設(shè)施幫助支架保持良好的支撐狀態(tài)。

（3）運(yùn)輸機(jī)的控制

工作面逐步穿層，運(yùn)輸機(jī)的控制也非常重要。抬底幅度小，跟不上穿層進(jìn)度，抬底幅度大，推運(yùn)輸機(jī)要面臨困難。所以一定要保證每個(gè)循環(huán)抬底的幅度，循序漸進(jìn)的完成抬底工作。運(yùn)輸機(jī)也可以局部區(qū)域采用圓環(huán)鏈起吊做為輔助方式，以完成抬底工作。每次推移運(yùn)輸機(jī)要保證推移步距，以保證穿層期間循環(huán)進(jìn)尺不出現(xiàn)偏差，從而影響整個(gè)穿層工作數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語

穿層回采技術(shù)采用逐段過渡等綜合管理方式，不但徹底解決了穿層期間頂板問題，而且保證了工作面的正常推進(jìn)，安全、迅速的通過穿層區(qū)域，減少了頂板漏冒頂發(fā)生的概率，有利于安全管理。通過對(duì)液壓系統(tǒng)、回采高度、運(yùn)輸機(jī)等管控，保證了穿層期間各項(xiàng)工序的合理銜接，達(dá)到了預(yù)期的目地。SV709綜采工作面穿層回采不僅技術(shù)上可行，實(shí)踐上取得很好的效果，同時(shí)提高了煤炭資源回收率，減緩了礦井接續(xù)緊張的局面，實(shí)現(xiàn)了安全回采，為綜采工作面穿層回采這一技術(shù)難點(diǎn)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]? 徐鐸.采煤工作面頂板安全管理及事故預(yù)防措施研究[J].能源與節(jié)能，2019（12）

[2]? 王崇平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業(yè)管理與科技（27）：188-188.

[3]? 王濤，喬傳葉.淺析煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].科研：00324-00324

[4]? 王曉平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（07）：221

作者簡(jiǎn)介：

史殿峰（1983.9- ）， 男 ，遼寧錦州市人，大學(xué)本科學(xué)歷，工程師 ， 2010年7月畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)任大興礦綜檢車間主任。