松软煤层回采工作面过巷技术的成功应用.doc

松软煤层突出煤层回采工作面 三步快速过巷技术的应用与推广 周治元 （洛阳义安矿业有限公司，河南 新安 471821） 摘要义煤集团义安矿主采的新安煤田二1煤层呈鳞片状或粉末状，煤质极松软破碎，掘进期间，二1煤层曾发生过瓦斯动力现象，2007年鉴定为煤与瓦斯突出矿井。针对矿井的特殊条件，我矿采用了在回采工作面内均沿二1煤层顶板布置34个瓦斯预抽巷进行本煤层网络式瓦斯抽放（如图1），以消除工作面煤与瓦斯突出危险性，有效保证回采期间的安全生产，这就给工作面推进过程中过巷造成了一定困难，如何安全、快速过巷是我矿综采工作面回采推进过程中必需解决的问题。义安矿生产技术人员通过探索和研究，采用了“三步快速过巷法”并成功过巷，使FD003综采工作面切眼安全、快速的通过了该工作面的第四（瓦斯）预抽巷，并且取得了显著的技术和经济效果。 关键词松软突出煤层、综采工作面、快速过巷 1、工作面特征 义煤集团义安矿FD003综采工作面标高-315.5-258.9m；对应地面标高363～394m；走向（切眼）长度135m；倾斜长度770810m，平均790m；工作面沿底回采，煤厚0.3-9.4m，平均4.5m；煤层倾角2～9度，平均5度；该工作面二1煤层伪顶局部发育，揭露伪顶为碳质泥岩，最厚达2m；直接顶为砂质泥岩、泥岩，厚度0-2.4m，平均1.1m；老顶为中-细粒石英砂岩（大占砂岩），厚度12-16.4m，平均14.2m；FD003工作面采用倾斜长壁后退式综合机械化采煤法开采。落煤方式为MG160/390--WD型割煤机落煤、自动装煤，SGZ764/400刮板输送机、SGZ630/264刮板输送机、SZZ730/132转载机及DSJ100/80/2160带式输送机运煤。工作面支护采用ZZ4400/16/25型综采液压支架配合ZZG5000/18/28过渡支架支护顶板，采空区处理采用全部垮落法管理顶板。 FD003工作面沿顶布置了三条预抽巷（腰巷），预抽巷采用顶部锚网12矿工钢对子棚支护，梯形断面，梁长3.5m，腿长2.8m，棚腿扎角72，巷高2.4m。 2、过巷施工方案 工作面过巷的方案是沿底回采，托巷于架顶，切眼调斜，顺次而过，大致可分为三步 1、过巷前，先将预抽巷内的支护棚拆除，并在巷道底板灌水、渗透，然后再铺设圆木为工作面过巷造假顶，保证顺利过巷。 2、当切眼靠近预抽巷时，要调整切眼方向为伪斜，让切眼与第四预抽巷呈一定夹角，斜交而过。工作面加强煤墙管理，防止煤墙片帮，保证工作面支架顺利、安全托巷。 3、工作面过巷期间，要加强现场组织管理以及煤层注水筑造煤墙，防止片帮，并适当加快推进速度，实现快速过巷。 3 第一步预抽巷底板灌水、底煤增厚、造假顶、回棚、垮落 3.1 预抽巷底板灌水 由于FD003工作面回采煤层煤质松软、破碎，在以往的生产过程中，工作面煤墙常常出现片帮现场，对工作面顶板管理和安全生产造成了破坏，而且，工作面过巷前，受工作面回采动压影响，当工作面推进至预抽巷附近时，原本破碎的煤层会非常难维护，为了最大限度的降低工作面过巷期间煤墙片帮现象，我们预先在预抽巷底板灌水渗透，以增加煤的粘结度和可塑性，具体办法是在预抽巷底板上挖沟灌水（如图2），水沟规格长宽深4000400400mm，间距1000mm，期间，派专人往水沟内循环连续放水，每一道水沟要分别灌水4次，每一次都要灌满，每次间隔之间为8个小时。 图 2 3.2 预抽巷底煤增厚 根据FD003工作面采用的综采液压支架与采煤机等设备尺寸和作业参数，为保证这些设备能顺利过巷，我们要求预抽巷底煤厚度小于2m时，要在巷道底板垛煤袋以增加底煤的相对厚度，确保综采支架与采煤机等设备顺利通过，避免工作面破底，如图3所示，A-B、C-D段巷道底板需垛煤袋以增加底煤厚度。 3.3 人造假顶 工作面进入预抽巷底部时，支架顶部已经大面积垮落，为了避免支架顶部的碎矸冒落造成事故，我们预先预抽巷回棚前在巷道底板上制造了假顶，避免工作面进入预抽巷底部时，发生冒顶等顶板事故，具体办法是在预抽巷底板平面上依次铺设圆木半圆木塑料网荆笆，圆木与巷道方向垂直，圆木直径不小于20mm，长度4000mm，圆木间距700mm，然后在圆木上铺设半圆木，半圆木与圆木方向垂直，半圆木长度1700mm，间距500mm，圆木与半圆木要用八角固定牢固，然后在半圆木上铺设塑料网，并用12铁丝将塑料网捆扎在半圆木上，最后在塑料网上铺设荆笆。（如图3） 图 3 3.4 预抽巷回棚、垮落 工作面回采期间，受动压的影响，预抽巷受到的围岩应力会随着工作面的推进而不断变化，巷道压力会急剧增大，根据以往工作面停采时，停采线附近巷道的受压和变形情况，当FD003工作面靠近至预抽巷时，预抽巷内的工字钢棚支护已经不能满足要求，它们会大面积的散架，预抽巷的顶板也会大面积的垮落，这些都会影响工作面的正常安全生产和作业人员的人身安全，加之受工作面的推进影响，为了避免工作面过巷时受到预抽巷内支护棚的影响， 4、第二步工作面靠近预抽巷时，调整切眼方向。 4.1 工作面调斜为了减少工作面与预抽巷相交长度，避免工作面支架顶部出现大面积空顶，在回采过程中保证工作面推进呈伪斜布置，也就是上端头推进超前下端头进度并保持在5m左右（如图4）。 图4 5 第三步工作面进入预抽巷底部顺利托巷后，要加强现场组织管理，快速推进。 5.1 加强注水由于FD003工作面回采煤层煤质松软破碎，回采过程中，我们采用了煤墙浅孔注水，每隔2架打设一个注水孔，孔直径42mm，孔深10m，钻孔垂直方向的角度与煤层坡度保持一致，约为-5，通过煤墙注水，达到湿润煤体，增加煤体黏结和可塑性，最大限度的减少煤墙片帮现象。 5.2 采取措施防止片帮工作面接近预抽巷时，受动压影响，煤墙极易片帮，为避免这一现象的发生，综采队采取了主动措施加强煤层注水和拉超前架，及时打设贴帮柱、挂塑料网等措施，有效遏制了煤墙片帮的发生，为工作面有序、高效、快速的过巷提供了保障。 5.3 快速过巷并且，当工作面顺利托巷后，要加强现场组织和工程质量管理，适当的加快推进速度，由原来的日进1.5m调整为日进2m，避免煤墙暴露时间长而引起的片帮、冒顶等事故，保证工作面安全、顺利、快速过巷。 实践证明，通过采取有针对性、目的性的措施和加强现场组织管理，是可以克服矿压增大、煤墙极易片帮等一切不利因素，实现安全、快速过巷，FD003工作面在2010年7月4日4点班进入第四预抽巷，于7月8日零点顺利通过，共计11个班时。 6 技术和经济效果比较 传统的过巷技术是先将巷道工字钢棚替为木棚，然后绞木垛充填，需4m圆木1650根，约18.7万元，而三步快速过巷技术仅仅需要在预抽巷底板铺设圆木、半圆木、塑料网、荆芭各一层，约2.7万元，节约材料资金16万元。并且，传统的过巷技术绞架前要先将工字钢棚替为木棚，工作量较大、安全系数较低。 可以看出，三步快速过巷技术与传统的过巷方法相比，具有过巷工艺简单、工人劳动强度低、材料消耗少、过巷速度快等优点，这项技术填补了集团公司松软破碎煤层回采工作面沿底快速过巷技术的空白，同时也可为集团公司其它矿井在类似条件下解决类似问题提供一定的理论依据及实践经验，为集团公司高产高效矿井建设做出贡献，三步快速过巷技术是一种先进可行的科学方法。 7 结论 松软破碎煤层过巷的关键几点 1、加强煤墙管理，防止煤墙片帮松软破碎煤层回采工作面煤墙极易片帮、冒顶，要采取有效的针对性措施，防止煤墙片帮，保证工作面工程质量。 2、调斜切眼方向工作面过巷时要将切眼方向调斜，使切眼与预抽巷成一定的夹角，一般取5-8，尽力减少切眼和预抽巷相交的长度，防止工作面顶部大面积空顶。 3、加强工作面现场组织工作面一旦发生煤墙片帮、上下拐头压力大等现象时，要立即采取措施，避免事故的恶性循环。 通过现场的组织和管理，有效的采取针对性措施，我们采用三步快速过巷法，取得了良好的技术和经济效益，为集团公司过巷技术的研究积累的数据和宝贵的经验，节约了大量的材料消耗，为矿井高产高效的发展奠定了基础，同时也值得我们推广和应用。 参考文献 【1】 谢和平、陈忠辉岩石力学[M]北京科学出版社，2004。 【2】 钱鸣高、石平成矿山压力与岩层控制[M]徐州中国矿业大学出版社，2003。 【3】 徐永圻煤矿开采学[M] 徐州 中国矿业大学出版社,2001。 作者简介周治元（1985-），男，河南焦作人，本科学历，2008年毕业于河南理工大学采矿工程专业，现就职于洛阳义安矿业有限公司，主要从事矿井工程技术工作。 E-。Tel13837973044