東龐礦綜采工作面過陷落柱技術應用研究

摘 要：東龐礦2701工作面回采期間遇陷落柱，為保證安全且保證煤質情況下，決定甩陷落柱，采取掘補軌道及補切眼，形成小面推進的生產系統，在小面推進的同時陷落柱段進行搬家倒面，保證了礦井的正常生產。

關鍵詞：綜采工作面；陷落柱；工藝；安全高效

1 工作面概況

東龐礦設計年生產能力為1.8Mt/a，后經過礦井生產能力改造，達到3.35 Mt/a。主采煤層2，3，8及9號煤。

2701工作面地面位置位于石家莊村西北，井下位于一水平七采區，工作面西到2109工作面，東到2703工作面，南到2300軌道上山下部車場，北到2700軌道下山。該工作面煤層沉積較穩定，結構簡單。煤層傾向為75～113°，傾角為11～22°，平均16°；煤層厚度平均4.6m，設計可采儲量為103.1萬噸。

工作面圈定后，通過水文、地質一系列的探測，確定將X12陷落柱圈入2701工作面，根據工作面綜合物探結果分析，該陷落柱為不含水陷落柱，經鉆探探測陷落柱長軸為35m，短軸為24m，如圖1所示。

圖1 2701工作面陷落柱及甩陷落柱巷道布置圖

2 過陷落柱方案確定

方案一：掘補巷甩陷落柱，部分支架搬家。

優點：可以保證煤質，延長設備壽命，安全系數高。

缺點：工期較長，資源損失大。

方案二：直接推過。

優點：由于陷落柱不含水、不導水，可以直接推過，節省掘補巷的費用，多回收資源。

缺點：煤質差、頂板維護困難，工期長，對機組不利，萬一出水，將會后患無窮。

結合陷落柱影響范圍、本礦采掘銜接及安全因素多方面考慮決定選用方案一。

3 甩陷落柱具體施工方法

3.1 巷道布置及施工安排

自2701軌道巷測點F13以里46.68m處開口，按方位角105°57′5″掘補切眼61.047m，再按195°57′5″掘補軌道巷48.46m，為縮短工期和降低成本不再施工運煤通道，掘進煤由軌道巷一部皮帶一部刮板輸送機運到工作面刮板輸送機。

由于2701軌道巷是沿空巷道，壓力較大，變形嚴重，2701補切眼及補軌道巷均采用錨梁網支護配槽鋼錨索加強支護，為縮短工期盡量將補軌道巷斷面減小。

掘進施工順序及工期：由于掘進開口時工作面采線距陷落柱停采線位置較遠，有足夠時間掘巷道，按一個掘進隊算，補切眼每天9m，工期7天；補軌道巷每天9m，工期5天，擴切眼工期3天，總共需15天。

3.2 回采施工工藝

首先將工作面陷落柱段42臺支架撤出，鋪滑道拉至已掘好的補切眼，將支架按照支架安裝圖的位置擺放好等待對接，工作面下部剩余54臺支架形成一個小面，小面繼續向前推進直至與補切眼支架完成對接。

為保證產量，小面推進與支架搬家要平行作業，保證可以順利對接，在此期間小面推進新鮮風由軌道巷經過補切眼、補軌道巷到工作面，皮帶巷回風；撤架處新鮮風由軌道巷安裝局部通風機提供。

4 搬家倒面具體施工工藝

4.1 陷落柱段末采撤架技術要求

4.1.1 2701工作面機尾甩陷落柱停采線位置為軌道巷F15點以里2.1m，皮帶巷E10點以里29.6m（補軌道巷F45點以外1.63m）。

4.1.2 工作面距停采線12.1m時開始上網上繩，工作面到上網上繩時采高要逐漸降低到3.8米左右，工作面回采期間嚴禁留頂煤。先上一道引繩及雙網，推進3m后開始正式上繩，繩間距0.6m，共上12道繩。正式上網上繩前，為保證工作面上部上網上繩進度的一致性，首先應將一根75米長5分鋼絲繩固定在頂錨桿上，作為引繩。頂錨桿自下而上視頂板情況每3-5架打一根，頂錨桿用Φ22×2400mm等強度全螺紋鋼錨桿，外露長度200mm，用錨蘭配螺絲將鋼絲繩與頂錨桿固定，然后在鋼絲繩上聯好第一排雙網，上網采用2×6m菱形網，垂直于采線使用，第一層網與第二層網交錯布置，連網間距200mm。

4.1.3 2701工作面采線距停采線2.5m時開始擴幫，擴幫寬度2.5m，采用錨梁網支護，頂幫錨桿間排距800×800mm。頂板順采線方向施工兩道槽鋼錨索，間排距1.5×2.4m，靠里一排錨索距支架頂梁前端0.5m；煤壁順采線方向施工兩道幫槽鋼錨索，間排距1.5×2.4m，最上一排幫錨索距頂不超過1.0m。擴幫區域高度不小于3.8m。

4.1.4 在機尾擴曲線、絞車窩。絞車窩采用錨梁網支護并配槽鋼錨索加強支護，頂幫錨桿間排距800×800mm，頂錨索間排距1.5×2.4m。機尾曲線段對頂板進行錨梁網支護，槽鋼錨索加點錨索加強支護，頂板錨桿間排距為700×700mm，頂槽鋼錨索間排距1.4×2.4m，點錨索要求間排距1.2×1.2m，幫錨索間排距1.5×2.4m，最上一道距頂不大于1.0m。曲線段在滑道兩側不影響運輸前提下支設兩道單體鉸接頂梁，一梁一柱，要迎山有力，初撐力不小于90KN。絞車窩擴完后采用噴漿封閉，厚度不小于150mm，砼強度等級為C15。

4.1.5 2701工作面撤出支架42臺，工作面剩余支架54臺，要求先將第55#、56#支架撤出，在55#、56#支架位置排設2400×2400mm“井”字型木垛（詳細位置具體見圖2），然后再自下而上逐架撤出，撤架期間頂板使用兩臺支架做掩護架配合單體π型鋼或鉸接頂梁的形式支護頂板。

4.2 支架安裝及對接技術要求

4.2.1 補切眼支架安裝前，測量部門根據支架安裝設計圖，用白漆在切眼標出支架對應位置（測量部門首先標出第55架位置，然后每隔5架標出一個位置），以便于工作面安裝時控制支架位置；施工單位在支架就位過程中，要嚴格按照測量放線位置就位，且每5架調整一次，安裝后的支架要垂直于切眼。

4.2.2 支架對接：在補軌道巷內由測量部門按設計標出第54臺支架上邊緣運行軌跡線（見圖2）。生產單位嚴格按標定軌跡線及時調整支架，以保證支架達到最佳對接狀態。

圖2 木垛位置及對接軌跡線示意圖

5 結束語

經過采取以上措施，2701工作面順利完成對接，并且在保證安全、保證煤質的情況下順利完成了原煤產量。陷落柱是綜采工作面經常遇到的地質情況，結合陷落柱影響范圍、本礦采掘銜接及安全因素多方面考慮，選擇合適的過陷落柱方法，在保證安全的情況下保證經濟利益最大化。

作者簡介：郭強（1986-），男，河北省廣宗縣人，助理工程師，2010年畢業于中國礦業大學采礦工程專業，現在冀中能源股份有限公司東龐礦技術科，從事采煤技術管理工作。