煤礦綜放工作面末采貫通技術(shù)分析

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摘要：以煤礦綜放工作面末采快速貫通技術(shù)為對(duì)象開展探究。結(jié)合具體工程實(shí)際，在分析末采貫通前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，對(duì)貫通作業(yè)階段控制措施開展全面總結(jié)，確保綜放作業(yè)末采快速安全貫通，希望為其他礦井相似工程的開展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；綜放工作面；末采貫通；控制措施

對(duì)于煤礦井下綜放工作面而言，其末采階段的貫通回撤是確保整個(gè)作業(yè)面生產(chǎn)安全的關(guān)鍵工序，確保相關(guān)作業(yè)的快速安全，對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦井順利接續(xù)意義重大[1]。鑒于此，針對(duì)綜放工作面貫通前后各項(xiàng)作業(yè)工序進(jìn)行深入分析研究，特別是巷道支護(hù)和貫通測(cè)量作業(yè)，對(duì)于提升礦井回采作業(yè)的有效性意義重大。

1工程概述

A礦井下3302綜放工作面為礦井現(xiàn)階段開采工作面，該工作面主采煤層為3#煤層，位于井下第三采區(qū)，工作面北側(cè)為井田邊界，南側(cè)為采區(qū)運(yùn)輸巷，東側(cè)為上階段回采面，西側(cè)為未開采煤層。整個(gè)工作面傾向長(zhǎng)度350m，走向長(zhǎng)度1130m，設(shè)計(jì)使用低位放頂煤工藝，設(shè)計(jì)采放比1∶0.7（采高4m，放頂煤高度3.3m）。該工作面上部直接頂為黑色泥巖層，厚度均值5.1m，局部含有砂質(zhì)泥巖；老頂為灰色中粒砂巖，厚度均值7.3m。3#煤層頂板巖層屬于中等堅(jiān)硬煤層，抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別為15.2MPa、2.71MPa和1.16MPa，普氏系數(shù)1.53?，F(xiàn)階段，3302綜放工作面即將進(jìn)入末采貫通作業(yè)期，為確保末采貫通作業(yè)的有效性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備及時(shí)回撤，為下階段開采提供有力前提，特開展針對(duì)性分析探究。

2末采貫通前期準(zhǔn)備分析

2.1貫通通道支護(hù)分析

對(duì)于綜放工作面而言，其老頂?shù)姆€(wěn)定性對(duì)整個(gè)采場(chǎng)的安全穩(wěn)定有著直接影響，這就要求在末采貫通回撤期間，巷道支護(hù)設(shè)計(jì)必須可靠、穩(wěn)定。設(shè)計(jì)回撤巷道尺寸為5600mm×3400mm（長(zhǎng)×高），巷道初始支護(hù)選用直徑18mm、長(zhǎng)度2200mm的錨桿，布設(shè)排間距為1500mm×1000mm。同時(shí)在與巷道邊緣間隔300m處開展巷道二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，其中，頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用“錨索+W型鋼帶+鐵絲網(wǎng)”的支護(hù)方式，錨索布設(shè)排間距為1500mm×2100mm，單排布設(shè)錨索數(shù)量為3根，錨索選用直徑18.9mm、長(zhǎng)度8000mm的鋼絞絲錨索。W型鋼帶尺寸為4800mm×230mm×3mm（長(zhǎng)×寬×厚）；網(wǎng)片由8#鉛絲制成，網(wǎng)孔尺寸為45mm×45mm。圖1所示即為頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)示意圖?；爻废锏老飵脱a(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用“錨索+W型鋼帶”的支護(hù)方式，錨索布設(shè)排間距為2000mm×1000mm，單排布設(shè)錨索數(shù)量為3根，錨索選用直徑18.9mm、長(zhǎng)度8000mm的鋼絞絲錨索；W型鋼帶選型與頂板補(bǔ)強(qiáng)相同[2-3]。圖2所示即為巷幫補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)示意圖。同時(shí)選用作業(yè)阻力11000kN的垛架對(duì)巷道進(jìn)行支撐，實(shí)現(xiàn)與錨索的聯(lián)合支護(hù)。通過上述支護(hù)工藝，巷道支護(hù)強(qiáng)度可達(dá)1.35MPa。

2.2注漿加固分析

在綜放工作面末采貫通回撤作業(yè)中，其周邊煤層的完整性及強(qiáng)度對(duì)整個(gè)回采作業(yè)空間的穩(wěn)定性有著十分顯著的影響。一般來說，在工作面貫通階段，受到超前支撐壓力的影響，工作面煤體強(qiáng)度通常會(huì)明顯降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)煤體破碎現(xiàn)象。鑒于此，為增強(qiáng)煤體強(qiáng)度及完整性，設(shè)計(jì)在回撤巷道貫通側(cè)全長(zhǎng)及兩側(cè)巷道回采側(cè)20m范圍對(duì)煤體進(jìn)行預(yù)注漿，提升煤體強(qiáng)度，從而確保貫通安全。注漿所用漿液為型號(hào)GRT-101的專用加固漿液，注漿孔鉆設(shè)深度結(jié)合回撤通道上部所留設(shè)頂煤厚度決定，一般要求注漿孔必須達(dá)到煤巖交互界面[4]。

2.3標(biāo)識(shí)孔施工分析

完成對(duì)回撤通道的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)及注漿加固后，需要在貫通側(cè)煤壁施工標(biāo)識(shí)孔，以便為作業(yè)人員順平底板提供標(biāo)記參考。標(biāo)識(shí)孔高度依照采煤機(jī)滾筒直徑予以確定，單個(gè)鉆孔深度15m，鉆孔布設(shè)間隔15m，在變坡處間隔縮短為10m。所有標(biāo)識(shí)孔均為水平鉆孔，鉆設(shè)角度不超過1°。完成標(biāo)識(shí)孔的施工后，應(yīng)在鉆孔內(nèi)插入存在色差的PVC管，以便于對(duì)工作面進(jìn)行控制，確保各個(gè)部門可以同步進(jìn)行貫通作業(yè)。

3貫通作業(yè)階段控制措施分析

3.1頂?shù)装寮安筛哒{(diào)控分析

在距離貫通點(diǎn)100m時(shí)，開始對(duì)工作面和回撤通道底板標(biāo)高進(jìn)行測(cè)定，以5臺(tái)支架為間隔布設(shè)測(cè)點(diǎn)1個(gè)，結(jié)合測(cè)量所得結(jié)果繪制工作面底板素描圖，以便于作業(yè)人員可以精準(zhǔn)地進(jìn)行抬臥刀操作。在距離貫通點(diǎn)50m時(shí)，開始每天進(jìn)行一次頂?shù)装鍦y(cè)量作業(yè)，同時(shí)對(duì)采高進(jìn)行逐步控制，并進(jìn)行放頂作業(yè)，以便縮小煤層頂板回轉(zhuǎn)空間，從而降低來壓強(qiáng)度。在距離貫通點(diǎn)15m時(shí)，依照標(biāo)識(shí)孔對(duì)頂板進(jìn)行調(diào)控，確保工作面在與回撤巷道平行的區(qū)間內(nèi)向前推行。

3.2等壓距離計(jì)算

在貫通作業(yè)時(shí)，工作面最后一次來壓位置的確定十分重要，若其與回撤通道距離過小，則剩余煤柱難以承受工作面超前壓力，容易發(fā)生垮塌，從而造成頂板沖擊，引起壓架事故。等壓技術(shù)便是借由對(duì)工作面推移速度的調(diào)控，結(jié)合采場(chǎng)來壓特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)來壓位置及持續(xù)時(shí)間的調(diào)控。一般來說，等壓位置的選擇應(yīng)當(dāng)同時(shí)具備兩個(gè)條件：a)確保剩余煤柱能夠提供足夠的支撐力；b)確保回撤通道和工作面貫通期間不出現(xiàn)頂板來壓現(xiàn)象[5]。具體煤柱留設(shè)寬度可參照?qǐng)D3（停采讓壓位置示意圖）。結(jié)合3302綜放工作面實(shí)際狀況和煤柱留設(shè)寬度D的計(jì)算公式，計(jì)算可知合理的煤柱留設(shè)寬度為6.45m。在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)際距離貫通通道為6.8m時(shí)，工作面出現(xiàn)來壓征兆，停機(jī)等壓8h后，中部支架來壓安全閥全部開啟，并擴(kuò)展至整個(gè)作業(yè)面，隨后開始回采作業(yè)。在最終貫通時(shí)頂板保持完好，工作面無來壓現(xiàn)象。

3.3掛網(wǎng)與挑梁分析

在距離回撤巷道12m時(shí)，調(diào)整工作面使其與停采線平行，整個(gè)工作面支架排成一條直線，并開始鋪設(shè)纖維網(wǎng)。完整的末采工序?yàn)椋焊蠲骸啪W(wǎng)→移架→推移運(yùn)輸機(jī)→撩網(wǎng)，循環(huán)直至完成貫通為止[6]。完成貫通后要及時(shí)挑梁、清煤并將作業(yè)面網(wǎng)片與回撤巷道網(wǎng)片平整搭接。隨后對(duì)作業(yè)支架進(jìn)行調(diào)整，確保支架頂梁與回撤巷道工字鋼有效挑接，從而便于支架高效撤出。

4結(jié)語

綜放回采末期貫通作業(yè)的安全有效對(duì)于確保整個(gè)回采安全有著極大的影響，因此管理者應(yīng)當(dāng)高度重視相關(guān)問題，在生產(chǎn)實(shí)際中積極開展針對(duì)性研究?jī)?yōu)化，通過對(duì)以往實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有效總結(jié)，探索高效的末采貫通技術(shù)，保證貫通作業(yè)的快速、安全，為礦井綜合效益的增加提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

［1］魏恒征.綜放工作面預(yù)留回撤通道末采工藝實(shí)踐［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019(17)：147.

［2］孫長(zhǎng)凱.綜放工作面集中縮減支架技術(shù)［J］.煤炭與化工，2017，40(9):143-145.

［3］孫磊.柔性網(wǎng)整體鋪網(wǎng)護(hù)頂技術(shù)在綜放面末采貫通中的應(yīng)用［J］.煤炭工程，2016，48(增刊1)：47-49.

［4］徐波，賈猛，梁斌.10301綜放工作面貫通測(cè)量方案設(shè)計(jì)［J］.煤礦現(xiàn)代化，2016(6)：28-30.

［5］賈圓.陳家山煤礦425綜放工作面貫通控制測(cè)量淺析［J］.價(jià)值工程，2015，34(19)：91-93.

［6］楊曉強(qiáng).厚松散層特厚煤層綜放末采貫通層位調(diào)節(jié)技術(shù)探索［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013(8)：118-119.

作者：韓衛(wèi)平 單位：同煤集團(tuán)煤峪口礦調(diào)度室