小煤窯開采破壞區(qū)內(nèi)開采技術(shù)研究

摘 要：針對東龐礦北井西部邊界受小煤窯越界開采破壞的現(xiàn)狀，通過采用一系列防滅火、防治水、頂板管理等科學(xué)手段，采用綜采放頂煤采煤方法回收煤炭資源的開采技術(shù)。

關(guān)鍵詞：小煤窯；破壞區(qū)；綜放；開采；技術(shù)

東龐礦北井為東龐礦井田的一部分，開采范圍位于東龐礦井田西部，其南部以F12斷層及西龐礦為界；西部與西龐礦、金石礦礦等地方小煤礦為鄰；北部以F2斷層為界；東部以9號煤層的-300m底板等高線為界。2009年礦井核定生產(chǎn)能力為57萬t/a。礦井主要開采9#煤，采煤方法為走向長壁后退式綜采放頂采煤法，頂板管理為全部垮落法。

1 工作面設(shè)計初衷及概況

東龐礦北井主采9#煤，目前受西部小煤窯越界開采影響，資源儲量受到嚴重制約，為進一步根治小煤窯越界開采，針對北井實際，在首采面上部緊鄰礦井邊界位置圈定9202B工作面，該工作面圈定回采后，其采空區(qū)與外部小煤窯可形成有效隔離帶，防止小煤窯進一步蠶食礦井資源。

9202B工作面自2012年12月中旬開口，截止到2013年1月工作面圈定完工，歷時13個月，累計進尺2830m（其中正巷2260m，整修老巷360m，鉆窩210m），掘進貫通老空30次（其中貫通老巷16次，實際揭露小煤窯采空冒頂區(qū)14次）。工作面為不等長布置，掘進期間進行了10次修改設(shè)計，軌道巷拐彎12次，皮帶巷拐彎4次。工作面回采過程中將經(jīng)歷4次續(xù)減架，3次調(diào)采、一次搬家、一次對接。

2 頂板管理

在揭露預(yù)測小煤窯老空前10m加密支護，頂幫錨桿排距不大于700mm，頂錨索排距加密為1.4m。揭露老空后，巷道超過3.5m或高頂區(qū)域補打順巷槽鋼錨索，錨索間排距為1.5×2.4m。對于超高的冒落區(qū)幫錨索規(guī)格改為8.5m長，？準17.8mm錨索進行支護，部分巷道打起吊錨索，構(gòu)筑人工假頂，防止溜渣的等事故的發(fā)生。跨度較大的采用排木垛方式支護頂板。頂板受小煤窯老空影響較嚴重的區(qū)域在錨梁網(wǎng)槽鋼錨索聯(lián)合支護的基礎(chǔ)上，采用梯形木棚配單體“п”型鋼進行加強支護。

3 防治水措施

（1）2005年，進行了“北翼下組煤首采面電法勘探”，2006年進行了“北翼下組煤南區(qū)電法勘探”，2007年進行了“北翼下組煤三維地震”。根據(jù)《北翼下組煤三維地震勘探報告》，9202B工作面里段有大面積的采空區(qū)，其位置多與地面電法異常區(qū)一致。（2）2008年、2009年分別施工了200891、200992兩個地面鉆孔，分別位于9202B工作面切眼以北320m和590m，兩個地面鉆孔均探測到小煤礦越界老空區(qū)。（3）在9202A工作面上巷和切眼位置，9204工作面上巷位置，對西部越界老空區(qū)施工了大量的煤層孔進行鉆探探查，部分鉆孔揭露老空或有異常反應(yīng)，根據(jù)鉆探成果資料，圈定了越界小煤礦老空區(qū)范圍，并按照其分布范圍外推了探水線和警戒線。（4）自進入探水線位置開始施工探老空煤層超前孔，每次停頭施工三組煤層孔，每組三個，分別向93、92和8#煤層探測，向巷道正前及側(cè)上方探查。（5）在掘進過程中，在施工以上煤層超前鉆孔的基礎(chǔ)上，還要利用探水鉆桿在巷道迎頭施工9個探水孔，探10m進3m，分別向93、92和8#煤層探測，先探后掘，最大限度對越界老空、老巷進行探查。（6）與小煤窯越界老巷貫通后，從防治水安全角度考慮，需要整修小煤窯越界老巷，摸清老巷分布范圍、位置及積水情況，消除巷道掘進中老空水威脅，減少大量鉆探工程，之后再掘進工作面上、下巷。并堅持少掘巷道，充分利用舊巷道的原則，節(jié)省成本。（7）施工探巷，為進一步驗證上述勘探位置，施工工作面探巷。9204工作面自下巷向預(yù)測老空方向施工3條探巷，均與老巷貫通；9202B下巷施工1條探巷與越界老巷貫通；驗證鉆探的可靠性并分析其老空情況，為下一步優(yōu)化設(shè)計提供了參考。

4 一通三防

9202B皮帶巷下幫為9202A采空區(qū)，高位鉆窩及9202A軌道巷左幫鉆窩進行密閉封閉采空區(qū)，煤柱密閉內(nèi)進行粉煤灰灌漿，對煤柱進行粘土水泥漿噴涂，防止自然發(fā)火。巷道揭露老空前建立正壓通風(fēng)系統(tǒng)，在揭露及整修過程中加強有毒有害氣體及巷道煤矸和空氣溫度檢測，并在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中增設(shè)一氧化碳傳感器。貫通后形成的冒落空洞采用粘土水泥漿對頂幫進行全面噴涂或用黃土等不燃性材料進行充填。對于已揭露的小煤窯越界老空我礦相連的區(qū)域，及時施工密閉墻，并采取全斷面混凝土噴漿及噴漿后對巷道頂幫實施粉煤灰灌漿等措施。9202B上下巷與周圍采空區(qū)和小煤礦之間有20多道密閉。對與小煤礦之間的密閉，考慮到回采后必然毀壞產(chǎn)生漏風(fēng)，將所有密閉內(nèi)進行粉煤灰灌漿充填。確保了巷道受壓變形情況下的嚴密性。9202B下巷的切眼外密閉，采用了增加厚度，且頂部0.5米排列黃土袋，并用黃泥抹嚴的新措施。該巷道內(nèi)有明顯的流水出來，無法實施密閉內(nèi)的粉煤灰灌漿。為防止回采后密閉毀壞將造成漏風(fēng)，我們設(shè)計采用了這種結(jié)構(gòu)密閉。黃土受壓后收縮或擠出，保護密閉減少損壞，而且黃土可以壓力毀壞的磚墻縫隙。

5 創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計工作面前后溜子單機運行

9202B綜放工作面前、后溜子選用型號SGZ-630/264，電機功率2×132KW，輸送能力450t/h運輸設(shè)備，這種設(shè)計是考慮采面在150米的情況下使用，根據(jù)北井9202B工作面實際情況，工作面為不等長布置。

首先在9204工作面前后后溜子采用機頭電機單電機運行試驗，經(jīng)過一段時間單機運行實驗，證實此做法能夠滿足正常生產(chǎn)運輸要求，因此本次9202B安裝正式采用單機運行方式。

創(chuàng)新點： 9202B工作面安裝中正式取消工作面前后溜子機尾電機，簡化機尾結(jié)構(gòu)，取消機尾端頭支架，為受地質(zhì)條件影響工作面長度變化頻繁帶來的不定時撤、續(xù)支架過程中減少了拆、卸電機工序提供有力技術(shù)依據(jù)。

作者簡介：賈維（1985-），男，助理工程師，畢業(yè)于太原理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)在東龐煤礦技術(shù)科工作。