下分層工作面安全開采技術研究

戴 鵬

(中國平煤神馬集團 十一礦，河南 平頂山 467000)

1 工作面基本條件

1.1 采煤工作面概況

工作面位置，該工作面位于二水平己二采區東翼，西起東翼軌道下山，東至于井田邊界保護煤柱線(50 勘探線西32.5m處);工作面范圍，可采走向長度1375.38m～1406.51m，平均1390.95m。工作面傾斜長為154.6m～161.6m，平均156.7m;與鄰近煤層及采區關系，己16－17－22072 工作面為下分層布置，南為已回采結束的一水平己七采空區，北為己16－17 原生煤體，上部為已回采結束的上分層己16－17－22071 采空區;與地面相對位置，風巷標高為－586.70m～－602.51m，平均－594.61m;機巷標高為－642.09m～－660.85m，平均－651.47m。對應地面標高為127.0～136.0m;工作面與地面建筑物關系，對應地表為農田，地勢北高南低，回采對地面無影響。

1.2 采煤工作面的地址條件

(1)地質構造。該工作面位一北東傾向的單斜構造，51 勘探線以東和以西各200 米范圍內煤層走向變化較大，由N:109°增大到N:142°，其它區域一般為N:120°。煤層傾角15°～26°，一般為21°，局部受斷層影響達30°。

(2)水文地質及其它。該回采工作面水文地質條件復雜。在回采期間，主要受淺部與其相鄰的一水平己七老空水和頂板砂巖水的影響。一水平己七老空最深水平工作面為己16－17－17141 工作面，己七老空水均匯聚于該面老空，并通過－593 泄水巷泄出，老空內無靜水聚積。根據以往觀測，己七老空動水正常補給量約45.0m3/h，雨季時可達80.0m3/h。預計老空及頂板砂巖總充水量:正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。將直接影響工作面回采。

2 安全開采技術措施

2.1 管理直接頂板(人工假頂)的措施總結

下分層工作面安全回采的重點是對直接頂板(工人假頂)的管理。己16－17－22072 工作面前立刻套支3.2m 的小鋼梁，可以采用小桿嚴密背頂，割煤時，割煤機滾筒距塑料網假頂大約0.2m，這樣可以保護假頂，避免造成漏頂;同樣在割煤后也必須及時掛梁、嚴密背頂及把小鋼梁竄至煤壁眼前，工作面前要打好臨時支柱，同時也必須要保證掛梁、臨時支柱與背頂的質量。

2.2 保證支護質量的措施總結

平煤股份礦己16－17－22072 工作面在支護設計方面，必須要考慮“護”“支”“讓”三則皆兼顧的原則，根據平煤股份礦礦壓所多年來的研究結果顯示，合理選擇支護參數，嚴格按照規章制度要求支護密度，柱距由0.8m 減少到0.65m，嚴格支柱的支設質量，狠抓了支柱的初撐力和迎山力，保證了工作面的支護質量。

2.3 保證支柱初撐力的措施總結

下分層工作面直接頂板大豆采用人工假頂，在整體性方面不好，易破碎，支架變形情況比較突出，支柱的初撐力一般在正常情況下很難達到90kN，鑒于這樣的特點，需要制定專門措施，保證以來工作面支柱的初撐力在70kN 以上，至少不低于70kN，超前支護支柱的初撐力應高于50kNa，支柱嚴格執行多次注液制度，安監員、工長以及盯班干部都要做到隨時對支柱的初撐力進行檢查，當出現問題時能夠及時補液，確保工作面的支護強度滿足要求。

2.4 防止支架變形和出現網兜的措施總結

通常情況下下分層工作面頂板膠結穩定性不好，直接頂板局部受力變形嚴重，進而容易在支架升柱時出現變形事故，并且在兩路頂梁之間也很容易形成網兜，引發漏頂事故，為此，我們需要采取一些措施比如在升柱時不能留有空隙，避免空頂空肩等等。

2.5 溜頭、溜尾及上下出口的管理措施總結

溜頭與溜尾處頂板懸露面積通常比較大，當受到工作面前方支承壓力的作用下，順槽與頂板上下兩幫煤體預先遭受到破壞，但程度并不相同。為此我們可以采用五對十架3.8m的長鋼梁支護的措施，具體是其中一對托住棚頭，鋼梁采用交錯前移的方法。出口處容易受到超前壓力的作用，支架變形，高度不夠，對通風行人有一定的影響。

3 各生產及輔助系統的設計說明

3.1 供水防塵系統

(1)防塵系統設計說明。該工作面為綜合機械化采煤，屬己組煤層，呈粉沫狀，易造成煤塵飛揚，導致工作面及兩巷煤塵堆積。為此特設計如下防塵系統，并采取針對性措施，達到降塵目的。(2)防塵系統設計。A、、從己二東翼軌道下山主供水水管向己16－17－22072 機、風巷各排設一趟防塵管路，向兩巷及工作面各用水點供水。B、工作面間隔10m(7 架)設一道架間水幕，霧化效果好，割煤、拉架時打開噴霧。C、風巷口煤壁向外50m 范圍內設置兩道凈化水幕，間距10～20m，機巷設一道，割煤、拉架過程中，凈化水幕打開，霧化效果好，覆蓋巷道全斷面。E、工作面機頭、機尾、機巷轉載機、皮帶運煤各轉載點設噴霧，開機時必須灑水。F、采煤機安設內外噴霧，開機時必須打開噴霧。G、機風兩巷班班有專職防塵工灑水滅塵，風巷超前替棚段每班至少沖塵兩次。H、工作面煤壁設專職人員進行煤層注水。

3.2 排水系統

設計說明。A、該回采工作面水文地質條件復雜。在回采期間，主要受淺部與其相鄰的一水平己七老空水和頂板砂巖水的影響。預計頂板正常涌水量為10m3/h，最大涌水量為17m3/h。預計己七老空水充入工作面正常涌水量20.0m3/h，最大涌水量34.0m3/h。總充水量:正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。B、根據水文地質情況，該面風巷布置不小于80m3/h 的排水系統。機巷布置不小于80m3/h的排水系統。C、各排水系統必須正常維修，水泵正常運轉五臺，備用一臺，保證積水正常及時排出。D、機巷必須設置正規水泵窩，有足夠容水體積。

3.3 安全監測系統

監測系統說明。A、在風巷口以里10～15m 處布置一個甲烷傳感器T1、一個溫度傳感器P1 和一個一氧化碳傳感器C1;在機、風巷工作面煤壁向外5～10m 處布置一個甲烷傳感器T2、T3;兩個甲烷傳感器均實現瓦斯電閉鎖。風巷兩道風門外不大于10m 布置一個防逆流甲烷傳感器T4。T1、T2 報警值為0.5%、斷電值為0.7%，復電值為小于0.5%，T3 報警值為0.5%，斷電值為0.5%，T1、T2、T3 均實現瓦斯電閉鎖，C1 報警值為0.0024%，P1 為風巷人員定位監測系統，P2 為機巷人員定位監測系統。B、風巷走向長度超過1km 時，在風巷中間安設一個甲烷傳感器T5，T5 報警值為0.5%、斷電值為0.7%，復電值為小于0.5%，當風巷走向長度低于1km 時，再把此甲烷傳感器拆掉，該甲烷傳感器必須也實現瓦斯電閉鎖。C、特殊工種入井必須佩帶便攜式甲烷檢測儀，且工作面上隅角必須懸掛一個，及時掌握此處的瓦斯濃度。D、通風部門要派專業人員對甲烷傳感器、監測線路定期調試、維修。

4 結語

下分層工作面安全開采技術研究工作盡管在諸多方面取得了很多成績，在各礦區也逐步推廣開來，但是該技術當前還并不完全成熟，在很多方面還有待進一步優化改進，我堅信在我們煤礦工作人員的努力下肯定會做的更好，從近幾年取得的長足進步來開，下分層工作面安全開采技術研究肯定會變得更加好，為煤礦事業的貢獻也很大。

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