大斷面下背桿落巷技術在綜放工作面的應用

摘 要:由于受工作面地質條件的影響，31071綜放工作面在掘進過程中為了便于設備的運輸和便于排水，局部巷道不得不留有較厚的底煤。為了減少煤炭損失，提高資源回收率，在加采到底煤較厚地段時，采取背桿落巷技術措施，提高了采面資源回收率.

關鍵詞:大斷面綜采工作面背桿落巷

中圖分類號:TD353文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(b)-0120-01

1 礦井概述

裴溝煤礦是鄭煤集團公司骨干礦井之一，有裴溝井田、楊河井田和樊寨井田三個部分組成，設計生產能力為60萬t/a，經過礦井通風系統技術改造、主井提升系統增能技術改造和-200輔助水平的建立的三大技術改造，生產能力由原來的60萬t/a提升為190萬t/a，裴溝煤礦開采的是二疊系山西組二1煤層，屬典型的“三軟”煤層。

2 工作面概述

31071綜放工作面作為31采區首次回采工作面，該工作面位于31軌道上山東側，切巷長131m，切巷位于31軌道上山東1191m處，預計停產線位于31軌道上山東105m(即31071上副巷車場口東30m)。該工作面煤層整體較厚，煤厚4.3～17.3…m，局部地段受斷層影響，煤層較薄，煤厚1.4～4.0m，工作面整體平均煤厚8.7m；老頂為中、細粒砂巖，厚度為9.6m，直接頂為砂質泥巖，厚度為4.8m，直接底為泥巖，厚度為11.5m，老底為L8灰巖，厚度為3.6m，地質構造復雜；可采儲量為166萬t。

該工作面位于-300水平，地面標高為+180～+202m，工作面標高:-170～-59m，地面有村莊、耕地及魔洞王水庫存在。

3 問題分析及方案確立

3.1 問題分析

31071綜放工作面上、下副巷支護方式采用高度為3.4m，下寬為5.0m，凈斷面為15.1m2，該工作面由于在掘進過程中，為了便于鋪設運輸設備和安裝支架，也為了便于排水，從切巷口往外160m丟有底煤4-7m，造成煤炭資源大量丟失，降低了煤炭回收率，致使該工作面不能充分發揮綜采高產穩產的優勢；并且由于工作面上副巷沒有沿底送巷，造成工作面坡度較大，在生產中容易出現支架下滑現象，嚴重影響工作面的安全生產。

3.2 方案確立

針對工作面上副巷丟底煤現象，影響資源回收，在組織生產過程中，上副巷采用背桿落巷技術措施，不僅降低上副巷的標高，減小工作面的坡度，解決支架下滑和擠壓的問題，而且提高了工作面的資源回收，增加了經濟效益，實現了采面安全高效生產。

4 方案實施

4.1 替棚措施

(1)替棚、背桿前必須進行煤體超前30m注水，注水采用高壓深孔注水，孔深平均55m，泵壓不小于10MPa，超前5m復注注水孔深6m，嚴格要求注水質量，頂幫粘結良好。

(2)替棚前將施工地點前后10m范圍內的浮煤雜物清理干凈，采高達到2.3m以上，保證施工時退路暢通。

(3)替棚使用直徑16cm以上的4m新圓木做梁，北幫站2.8m的單體柱，南幫站2.8m的圓木，保證采高2.3m以上，替棚時要進行落巷替棚，將原U型鋼棚替換掉。

(4)替棚時堅持先套后回的原則，即先在原U型鋼棚間套上木棚，然后再替掉原U型鋼棚。所套木棚必須背緊背實，接頂抓幫。套棚凈間距超過0.4m時，必須加套木棚。

(5)替棚、背桿嚴禁同時進行，當替棚長度達到背桿所需長度時必須及時進行背桿，嚴禁挑頂作業。

4.2 背桿落巷措施

(1)替棚距離達到5m，開始背桿落巷，每桿長度4m，第一次背桿高度2.8m。

(2)采用4×2.4m背桿抬棚，在巷道東西兩端架設兩個背桿抬棚，兩個背桿抬棚間距為4m，其中西端背桿抬棚下落0.6m，背桿抬棚上面南北兩幫及中間穿4m長的新圓木做底桿，底桿上面用圓木以“井”字形搭接方式進行背桿，必須背緊背實。且頂桿必須用3根(兩幫各1根，中間1根)，每層圓木必須用扒釘固定牢固，層層墊竹芭，防止滑動。桿下點桿打緊打牢，同時保證背桿人員退路暢通。

4.3 兩次背桿落巷措施

(1)第一次背桿高度為2.8m時，采取二次背桿，分兩次背桿完成。采用臺階式背桿落巷法，第二次背桿高度為2.2m，總共背桿高度為5m。

(2)第二次背桿采用支護規格4.0×2.4m背桿抬棚，桿長4m(兩幫各1根，中間1根)，用坑木與老棚接頂后，采用4.0×2.4m木對棚，進行落巷架棚，棚距0.8m，采高2.1m，棚與棚用撐桿(頂3根，兩幫各1根)打緊打牢。

4.4 三次背桿落巷落巷措施

(1)第三次背桿高度為1.0m，第三次背桿采用支護規格4.0×2.4m背桿抬棚，桿長4m(兩幫各1根，中間2根)，坑木與老棚接頂后，采用4.0×2.4m木對棚，進行落巷架棚，棚距0.8m，采高2.0m，棚與棚用撐桿(頂3根，兩幫各1根)打緊打牢。

(2)兩個背桿場要保持4m的間距，兩個背桿迎頭，中間必須留有寬1.0m、高1.6m、長3m的斜坡安全通道，以便行人、通風、運料。

(3)兩次背桿架棚，迎頭兩幫必須及時打上一梁三柱抬棚加固。

(4)背桿木垛之間的底桿和頂桿要相互搭接銜緊成為一體，桿頭與桿頭必須并緊。

(5)背桿落巷兩幫必須及時打上一梁四柱(4m長鋼梁配合單體柱交替邁步前進)加固抬棚，上、下兩幫加固抬棚各距梁頭1m，所打加固抬棚必須與新棚背緊背實。

(6)背桿落巷迎頭距工作面應保持5m距離，要留有寬1m、高1.8m的斜坡安全出口，以便行人、通風、運料等。

(7)要加強施工地點的頂板管理，嚴格控制好幫頂。煤體注水后，頂幫仍破碎時，采用撞楔法施工。用密集釬椽超前挺嚴頂幫后再架棚。幫頂空時，必須用坑木或煤袋填實背緊，杜絕空頂作業，杜絕冒頂事故發生，防止瓦斯超限。

5 成效

工作面背桿落巷共計160m，投入坑木349m3，共投入資金57.6萬元，提高了煤炭產量9.2萬t，創收4650萬元。

工作面上副巷采用背桿落巷，不僅提高了資源回收率，便于了工作面的水害管理，而且減小工作面的坡度，解決支架下滑和擠壓的問題，從而提高了工作面的產量，增加了經濟效益，實現了采面安全生產。