厚煤層近距離跨巷開采實踐

于志濤

摘 要：在煤礦回采過程中，為了通風(fēng)或是運料，經(jīng)常會遇到上面是煤層，底板有巷道的現(xiàn)象，在這種情況下，如果正常回采，在工作面推到底板巷道的上方時，底板巷道會開裂或塌陷，造成安全事故。如果不采，又造成資源浪費，為最大限度不浪費資源，在工作面推進時，勢必會跨巷回采，也就是跨過底板巷道直接采煤。如何保證在跨巷回采時的安全，還要保證巷道繼續(xù)發(fā)揮作用，那么就需要對底板巷道進行加固，然而受兩幫壓力和頂板采煤的影響，底板巷道的支護困難相當(dāng)大，所以，做好底板巷道的支護技術(shù)研究，對節(jié)約資源、安全生產(chǎn)有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：煤層厚度；開采；回采

中圖分類號： TD327 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-196-2

0 引言

通過在辛安礦214采區(qū)2145上塊外段綜放工作面成功實現(xiàn)跨上山開采，提高了采區(qū)回采率、緩解了采掘接替緊張狀況，不但可以多回收煤炭資源，還減少了巷道掘進工程量，為以后類為今后礦井其他采區(qū)跨巷回采提供了可靠地技術(shù)支持和保障。

1 112145上塊外段綜放工作面概況

2145上塊外段工作面為214采區(qū)上山煤柱中段，南北兩側(cè)分別與2145上塊工作面、2103上塊工作面采空區(qū)相鄰，東西兩側(cè)分別以f214-2斷層（H=9.5m，∠80°）、F37斷層（H=73m，∠50°）為界。工作面上覆及下伏各煤層均未采掘。工作面開采煤層屬二迭系下統(tǒng)山西組，煤層賦存穩(wěn)定，煤厚變化小，工作面煤層厚度分別為4.2～4.4m，煤層平均厚度4.3m，煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤層傾角最小19°，最大21°，平均20°。本工作面走向長度平均為220m，傾斜長度平均為90m。工作面基本頂為細粒砂巖，厚度12m，直接頂為粉砂巖，厚度1.4m，直接底為泥質(zhì)粉砂巖，厚度3.9m，基本底為細粒砂巖，厚度9.0m。預(yù)計本工作面正常涌水量為0.1m3/min，最大涌水量為0.2m3/min，水文地質(zhì)條件清晰，無水害威脅。

112145上塊外段輕放工作面屬邊腳煤，回采過程中，必須從214軌道上山、214通風(fēng)上山及214運煤上山上部通過才有可采儲量，否則工作面還不夠掘進成本。該工作面傾斜長度90m，112145上塊外段輕放工作面與214三條上山層位關(guān)系為：與214軌道上山之間巖柱為37m，與214通風(fēng)上山之間巖柱為16m，與214運煤上山之間巖柱為8m。三條上山擔(dān)負著通風(fēng)和運料的任務(wù)，即要保證暢通，還必須正常生產(chǎn)。由于煤層的回采引起頂板的垮落，造成巷道壓力的變化，研究巷道壓力變化的范圍和強度對我們意義重大，現(xiàn)以運煤上山為例，研究工作面回采對底板巷道變形的影響。

2 跨巷開采的必要性分析

受214采區(qū)煤層賦存條件影響，2145上塊工作面中間有一條f214-2（H=9.5m，∠80°）斷層，2145上塊工作面采至設(shè)計停采線處工作面以無法回采，2145上塊工作面停采線距2103上塊采空區(qū)距離為230m，考慮2014年產(chǎn)量及銜接情況，為提高采區(qū)回采率、緩解采掘接替緊張狀況，不但可以多回收煤炭資源，還減少了巷道掘進工程量。礦相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過分析論證，決定在2145上塊工作面采空區(qū)與2103上塊采空區(qū)中間布置一個工作面。可以增長該采區(qū)的回采時間，以解決礦井采掘接替緊張狀況，并提高該采區(qū)回采率及為今后礦井跨上山開采積累經(jīng)驗。見圖一2145上塊綜放工作面跨上山開采施工方案示意圖。

3 跨巷過程中的管理及措施

3.1 跨巷前準(zhǔn)備工作

112145上塊外段工作面回采后，將在214采區(qū)上山上方形成寬度為90m的采空區(qū)，由于開采后受地引力重新分布的影響，預(yù)計在214采區(qū)上山受采動影響較為明顯的區(qū)域為112145上塊外段工作面正下方90m范圍內(nèi)，以及向東、向西各30m范圍。為了避免214采區(qū)上山在跨巷回采期間及回采后遭到破壞，影響巷道的正常使用，經(jīng)過綜合分析后，我們預(yù)先對214采區(qū)運煤上山采取U36箍支護加固。

U36支護參數(shù)及要求：

①采用U36型鋼支架進行加固，每架U36型鋼支架由三節(jié)組成。

②U型鋼支架間距為0.8m。

③U型鋼搭接長度為400mm，采用6副卡蘭和3副拉桿進行連接固定，每6°有1°的迎山角，并且保證柱腿打在實底上。

④卡蘭螺母預(yù)緊力矩不小于300N·m。

⑤U型鋼支架必須背緊背實，作為背板的板梁兩端必須過梁，確保支架與巷道噴體緊密接觸，防止支架受壓不均勻，影響支護強度。

⑥U型鋼卡蘭螺絲必須上緊，達到設(shè)計預(yù)緊力矩，防止支架在受壓過程中下滑。

3.2 跨巷回采過程中采取的措施

①跨采期間，避免工作面壓力集中在采區(qū)上山處，嚴(yán)格執(zhí)行正規(guī)循環(huán)，加快工作面推進速度，同時減少刮板輸送機、采煤機和液壓支架在采取上山上方停留的時間。

②嚴(yán)格按照規(guī)程措施執(zhí)行，進行正規(guī)操作。

③加強機電設(shè)備管理，確保跨上山開采期間設(shè)備運行正常，盡可能減少設(shè)備故障率，為工作面提高正規(guī)循環(huán)率創(chuàng)造條件。采煤隊除每天按規(guī)定對區(qū)域內(nèi)設(shè)備進行檢查維護外，出煤時，必須有一名電鉗工現(xiàn)場跟班，以便于及時處理各類故障。

4 巷道變形觀測及巷道變形數(shù)據(jù)總結(jié)

巷道變形觀測來源于每條上山的9個觀測點，觀測頻率每天觀測一次，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，當(dāng)上巷推進62m，下巷推進55m時進入214軌道上山，再推進30m時進入214通風(fēng)上山，再推進31m時進入214運煤上山上部，影響推進長度125m，運煤上山原始支護形式為錨網(wǎng)索噴

數(shù)據(jù)來源，首先在214運煤上山、214通風(fēng)上山和214軌道上山上各設(shè)計9個觀測點，觀測點之間間距20m，每個觀測點采用人工觀測，觀測方法：每個觀測點處分別采用十字線標(biāo)出四個點，每天觀測一次，觀測精度為1mm，用于測量頂?shù)装搴拖锏纼蓭妥兓浚ㄟ^對214通風(fēng)上山和軌道上山的變化觀測分析得出，由于工作面與通風(fēng)上山和軌道上山之間的巖柱大，回采期間基本不影響巷道變形，在此不再進行分析。當(dāng)工作面距運煤上山小于14m（水平距離）時，巷道變形嚴(yán)重，每天頂板下沉3-4mm，底板鼓起3-4mm，每天兩幫變形2-3mm，在工作面距離運煤上山14m-30m（水平距離）范圍時巷道變形趨于平緩，每天頂板下沉1-2mm，底板鼓起1-3mm，兩幫收縮1-2mm，當(dāng)工作面距離運煤上山超過30m（水平距離）時，巷道變形基本恢復(fù)正常，不在進行分析，現(xiàn)僅以回采與運煤上山變形進行分析。

通過分析得出以下結(jié)論：

①U型鋼支架支護施工方便，使用設(shè)備簡單，易操作。

②工作面跨巷回采時，當(dāng)工作面與被跨巷道巖柱為8m時，工作面在距被跨巷道30m前，被跨巷道就開始受到回采工作面的破壞，采用該加固方案必須在工作面距被跨巷道30m以前，被跨巷道必須加固完畢。

③工作面跨巷回采時，被跨巷道兩幫和底板變破壞程度和速度要遠大于頂板的破壞程度和速度，在采用該加固方案時，必須加強巷道兩幫的支護強度，防止兩幫破壞嚴(yán)重，在有條件的情況下，采取合理的支護方式對巷道底板進行加固，確保巷道正常使用以及巷道的穩(wěn)定性。

5 回采工作面跨巷回采的建議

為減少跨巷回采對底板（采區(qū)上山）巷道的破壞，除選擇合適的支護強度和支護方式外，還可以采取以下措施進行控制；帶壓擦頂移架，增大支架的初撐力，嚴(yán)格按照規(guī)程措施執(zhí)行，嚴(yán)格執(zhí)行正規(guī)循環(huán)，加快工作面推進速度，簡短工作面推進對采區(qū)上山的影響，在工作面距運煤上山30m前必須對被跨巷道加固完畢。

6 結(jié)語

通過綜采工作面跨上山開采技術(shù)在2145上塊工作面的實踐，增加工作面可采儲量88728噸，創(chuàng)造經(jīng)濟效益1400余萬元；同時，因該工作面回采期的延長，緩解了采區(qū)接替緊張狀況。并且，此次112145上塊外段工作面成功跨巷回采的經(jīng)驗說明， 只要做到科學(xué)組織、措施得當(dāng)，并做到超前實施， 即使在8m巖柱的條件下進行跨巷回采，同樣也可以達到目的，為礦井今后其他采區(qū)的跨上山開采提供了豐富的實踐經(jīng)驗。