紅會一礦小窯破壞區1607工作面復采技術研究

文/郝永信

（作者系甘肅靖遠煤業集團有限責任公司紅會一礦礦長）

一、工作面概況

工作面井下位于六采區東南部，六采區一探巷距工作面邊界聯巷26～74m，工作面南部與1605綜放工作面相鄰（2008年3月20日回采結束）；工作面北部為未開采區；東部接近井田邊界；西部與1601、1602綜放工作面相鄰。

工作面含煤地層為侏羅系中統（J2），煤巖類型以半暗型為主，次為半亮型，結構簡單，賦存較穩定。 煤層走向 104°～185°， 傾向SW～NW，傾角 3°～16°，平均 8°，工作面范圍內西部較厚，東部變薄，最大厚度17.16m，最小厚度2.8m，平均厚度10.52m，煤層普氏硬度系數 f=2.5～3.8，容重 1.35t/m3。 老頂為粗砂巖，直接頂泥巖與中砂巖及少量細砂巖互層，偽頂泥巖含植物化石碎片，直接底細砂巖，老底為粉砂巖。

二、小窯破壞情況

紅會煤田煤層賦存穩定，厚度大，便于開采。但由于小窯通常采用房柱式采煤方法進行回采，巷道布置縱橫交錯，雜亂無章，極不規則，其采空區一般呈蜂窩狀，且留設大量煤柱，煤炭回收率僅為20%左右，大量資源被遺棄。同時在超層越界破壞性開采時經常與大礦貫通，形成很多漏風通道，導致采空區內聚積大量有害氣體，易引起煤炭自燃。另外，因小窯開采后對煤層頂板含水隔離層造成破壞，使含水層水導入采空區，造成老空、老巷大量積水。因此，小窯破壞性開采后在煤層內會形成不規則的水、火、瓦斯等災害區域，使80%左右的資源人為滯留在破壞區。

根據1607工作面巷道掘進揭露，該工作面西部小窯破壞較為嚴重，有大量小窯空棚、空巷存在，影響工作面的復采。

三、復采前小窯破壞區的探測及治理

1.小窯破壞區的探測

采用FDG-A防爆多功能高密度電法儀、KDZ1114-3型便攜式礦井地質探測儀超前探測巷道掘進前方小煤窯破壞范圍及積水等災害情況，基本界定小窯破壞區域的范圍，再適當打鉆孔進一步確定其準確位置及積水等災害情況，提前采取針對性的措施對小窯破壞性開采形成的災害進行預處理，防止發生透水等災害事故，確保巷道掘進過程中的安全生產。

針對直流電法儀和便攜式礦井地質探測儀探測所圈定的地質異常區分布情況，在巷道掘進過程中有針對性地在巷道兩側布置鉆場或在掘進迎頭施工鉆孔進行探測，對地質異常區的距離和范圍進行驗證和界定，提前疏放小窯采空區的積水，保證掘進過程中的安全。

在長鉆探測正常區域內，每掘進3.2m采用節式鉆桿探測一次；在長鉆探測異常區域，施工窩頭距離異常區域5～10m范圍內，巷道每掘進1.6m探測一次；施工窩頭距異常區域5m范圍以內，巷道每掘進0.8m探測一次。每班施工前，必須在巷道正前、兩幫、巷頂、巷底布置5.0m深的短鉆孔進行探測，若短鉆孔施工不符合規定，必須停止工作面正前掘進。

2.小窯破壞區的治理

通過對小窯破壞區域特征的研究分析，在工作面掘進過程中，充分利用鉆孔資料，對采集的有害氣體、溫度等數據進行綜合分析，確定巷道正前和外圍小窯空棚、空巷的分布狀況，有針對性地采取掘前預灌和隨掘隨灌的防滅火技術。

在回采期間主要利用束管監測系統進行火災預測預報和對采空區進行隨采隨灌、注氮等綜合防滅火技術。為防止工作面前方小窯破壞區二次發火，堅持多點不間斷循環灌漿，進一步充填工作面前方小窯破壞區。通過實施以上防滅火技術，實現工作面安全掘進和回采。

四、小窯破壞區復采

1.巷道布置及支護方式

1607綜放工作面運輸巷、回風巷、開切眼等回采巷道采用U型方式布置，沿煤層底板掘進，工作面走向與煤層走向基本一致，相鄰工作面留設7m的隔離煤柱。煤層完整區域巷道幫部采用ф20×1800—700mm的樹脂錨固劑螺紋鋼錨桿，鋪設12#鉛絲菱形網支護。在小煤礦破壞區域巷道幫頂破碎無法打注錨桿時采用架梯形木棚支護；幫頂堅硬完好能打注錨桿時采用錨網架梯形木棚聯合支護，棚距 0.4～0.8m。

工作面機道斷面形狀為三心拱形，回風巷、中間巷、爆破巷斷面形狀為半圓拱形，切眼斷面形狀為圓角矩形。機道凈斷面12.71m2。回風巷凈斷面10.23m2，中間巷掘進斷面9.0m2，爆破巷凈斷面6.16m2。切眼凈斷面20.30m2。

2.小煤礦破壞區域巷道斷面形狀及斷面尺寸

小煤礦破壞區巷道均選用梯形斷面，其中機道凈斷面11.60m2，回風巷、中間巷凈斷面8.99m2，爆破巷凈斷面7.8m2。

3.主要配套設備

電牽引采煤機MG300/700-QWD型1臺，前刮板輸送機SGZ764/500型1臺，后刮板輸送機SGZ830/800型1臺，轉載機SZZ830/250型1臺，破碎機PLM-1500型1臺，端頭支架ZZFT7200/20/30型 1架，過渡支架ZZFG5200/19/32型6架，基本架ZZF5200/19/32型106架。

4.回采工藝

采煤機中部斜切進刀，單向下行割煤,上行裝底煤，往返一次進一刀，截深0.6m。在小窯破壞區時采用后滾筒割頂煤，前滾筒割底煤，這樣有利于及時移架護頂、護幫。

工藝流程：接班檢修→上中段斜切進刀割三角煤→上端頭作業→下行割煤追機移架→下端頭作業→上行掃底裝煤→移前部輸送機→76#～113#支架移到位后開始第一段放煤，38#～75#支架移到位后第二段放煤，1#～37#支架移到位后開始第三段放煤→按分段依次放煤，直到見矸→拉移后部輸送機→進入下一個循環→文明生產→驗收交班。

工作面采用“一采一放”的回采工藝，一班兩個循環，循環進度為0.6m。兩班生產、一班檢修組織作業。

五、結論

小窯破壞區域的煤層及其頂板完整性遭到破壞后，往往存在水、火、瓦斯等多種自然災害，通過探測治理，強化頂板管理，在小窯破壞區域復采遺留的煤炭資源在技術上是完全可行的。在小窯破壞區回收煤炭資源不僅可以延長礦井服務年限，同時可以取得較好的社會經濟效益。通過計算，小窯破壞區域復采的煤炭資源回收率可以達到75%～80%。

在小窯破壞區域采取電法勘探、地質探測儀探測、鉆探等綜合物探技術，通過對探測資料經過科學分析研究后，確定小窯破壞范圍和破壞程度，合理布置綜放工作面，形成合理完善的綜放開采生產系統，最大限度地回收煤炭資源，為同類條件下綜放工作面設計布置提供了借鑒。