綜采工作面的安全高效作業規劃

張同國

（山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000）

1 工作面概況

陽泉煤業集團新景礦煤業有限責任公司蘆南二區3213綜采工作面位于525水平，埋藏深度為450～490m。工作面走向長1533m，傾斜長222～231m，面積351880m2。工作面所采3#煤層大部分厚度穩定，僅中南部的沖刷區局部煤層厚度變化較大，結構簡單，一般含1層夾石；煤層以鏡煤、亮煤為主，內生裂隙發育。煤層厚度為1.62～2.88m，煤層傾角2～11°，可采指數1；變異系數12.5%，儲存穩定。基本頂為4.61m的灰白色的細粒砂巖，成分以石英為主，長石次之，局部沖蝕下部巖層與3#煤直接接觸；直接頂為1.25m的灰黑色砂質泥巖，含植物化石，局部受老頂砂巖沖蝕不存在。直接底為1.6m的灰黑色砂質泥巖，富含植物化石碎片，上部含砂量較小，有時相變為泥巖。

2 水文地質條件

蘆南二區3213綜采工作面最大涌水量為5.0m3/h，正常涌水量為1.5m3/h。在進、回風巷低洼處（進風巷距切巷20m、412m、1305m處；第二輔助進風巷距切巷315m、1000m處）各施工一臨時水倉，水倉規格為長2.0m×寬1.5m×深1.3m，并配備排水能力不小于10.0m3/h的排水泵。排水線路：工作面臨時水倉→二區煤層軌道巷→二區巖層軌道巷水溝→軌道北大巷水溝→南上軌道巷→蘆南中央水倉。

工作面北為傾向SE的單斜構造，傾角在2～6°之間；中部為傾向E的單斜構造，傾角在2～5°之間；南部為一軸向NW的向、背斜組合褶曲構造，兩翼傾角在3～11°之間。工作面為突出煤層，蓋山厚度較大且發育多處沖刷區及多個斷裂構造，初采階段處于沖刷區，瓦斯含量較大，需嚴格執行防突措施。回風側距切巷1105m處存在一坑透預測陷落柱，陷落柱邊緣頂板破碎，瓦斯含量可能增大，屆時應加強頂板管理和瓦斯監測，嚴格執行防突措施。由于東部7211工作面已回采，回采過程中礦壓顯現較為突出，要切實加強進風巷端頭及超前支護。

3 頂板管理

3.1 工作面頂板管理

蘆南二區3213工作面選用ZY6400-17/31D、ZC8000-17/31型支架控制工作面頂板。根據支架選型計算，本工作面支架選型合理，該型支架最小控頂距4.2m，最大控頂距5.0m，端面距0.34m。

3.2 順槽頂板管理

進風端頭及第一輔助進風端頭采用一對(兩趟)4.4mП型鋼梁跨溜抬棚，正常情況下，一梁不少于4柱，柱距不大于1.0m。進風超前從采線向外100m范圍內采用2趟П型鋼梁支護頂板（采幫側和煤柱幫側各1趟），進風超前支護總距離始終不小于100m。要求柱距1.0m，單體柱距鋼梁梁頭距離為0.2m，一梁五柱。第一輔助進風超前從采線向外30m范圍內采用在原巷道W鋼帶之間平行于W鋼帶支打4m或3.5mП型鋼梁管理頂板，具體布置：一梁三柱，排距0.8m，距采幫側梁頭0.3m處支設第一根單體柱，距煤柱幫側梁頭0.3m處支設第二根單體柱，距采幫側單體柱0.8m處支設第三根單體柱，第一輔助進風超前支護總距離始終不小于30m。

過地質構造、頂板破碎、應力集中區以及停采前的頂板管理必須根據現場實際另行編制專項措施。

3.3 礦壓觀測

支架支護阻力觀測目的，主要為了解本采煤工作面頂板運動規律及頂板對支架產生的壓力特征，確定頂板初次來壓和周期來壓強度[1-2]，掌握綜放面的礦壓顯現規律。觀測內容：（1）支架受力。主要是左、右立柱受力測定，但同時也要對工作面支架支護情況、頂板狀況、煤壁情況進行詳細檢查并留有記錄；（2）兩巷及留巷的頂底板變形及移近量觀測。在工作面及兩端頭處進行頂板穩定性統計，每天統計一次，統計內容有支架接頂、片幫深度、端面頂板冒落情況、頂板跨落情況等。

3213綜采工作面共安裝155架液壓支架，工作面155架每架支架一根立柱有壓力傳感器，支架壓力通過壓力傳感器傳入控制泵站控制中心，控制中心對工作面支架壓力情況進行實時監測。進、第一輔助進風巷道距離機頭尾5m、10m、20m處各安設一塊YHY-60型單體柱礦壓表。隊技術員對控制中心數據進行采集，每7天采集一次，所采數據由生產科礦壓組進行處理。生產科礦壓組進行井下所采集數據的分析，并根據數據、報表和曲線圖，以書面形式寫出分析總結和頂板來壓預測預報。礦壓觀測人員在觀測時，如發現監測儀器損壞要立即進行更換。

進風從工作面采線開始往外5m、10m、15m、30m、50m、80m、125m處各布置一觀測站（共7站），觀測站根據工作面的推進度倒替前移，每3～4d對巷高、巷寬觀測一次，并做好記錄及時報回礦壓組。第一輔助進風從工作面采線開始往外5m、10m、15m、30m、50m、80m、125m處各布置一觀測站（共7站），觀測站根據工作面的推進度倒替前移，每3～4d對巷高、巷寬觀測一次，并做好記錄及時報回礦壓組。根據液壓支架支護質量動態監測、頂底板變形及移近量觀測數據，礦壓組要及時對頂板來壓情況進行分析，包括來壓步距等，確保安全生產。

4 通風及防塵系統

4.1 通風系統

工作面第一輔助進風巷與回風巷一橫貫設風窗、風門，第一輔助進風巷一橫貫與回風瓦斯繞巷設兩道風門。工作面共設計有4條通風巷道：1條進風巷、1條第一輔助進風巷、1條第二輔助進風巷、1條回風巷。預計3213綜采工作面風排瓦斯量12.26m3/min，預計抽放量（鄰近層與采空區抽放）為45.44m3/min，總涌出量為57.70m3/min。3213綜放工作面瓦斯來源，小部分為工作面本煤層瓦斯，大部分為頂板垮落后的上鄰近層和采空區抽放瓦斯涌出。

工作面投產前，必須具備正規的通風系統，本面配風量2605m3/min，如遇瓦斯涌出增大等變化時，及時調整風量。開采期間工作面設置兩名瓦檢員，一人為跟機瓦檢員，一人巡回檢查工作面各檢測點的瓦斯濃度，瓦檢員實行“三檢查”、“三匯報”及工作面“手拉手”交接班制度，嚴禁空班漏檢，虛報假報瓦斯。所有人員進出回風巷時，嚴禁將兩道風門同時打開，以免風流短路造成工作面瓦斯超限，若風門關閉不嚴或其他通風設施受損要及時通知通風工區修復。

4.2 綜合防塵

在整個防塵供水管線上安裝過濾器，保證噴霧水質，配備噴霧泵，工作面采煤機、生產溜的供水必須配備加壓泵，并鋪設單獨供水管路，確保水壓在3.0～5.0MPa，采煤機必須安裝并使用內、外噴霧裝置[3]。采用高壓噴霧降塵技術，要有獨立的高壓防塵供水系統，割煤時必須噴霧降塵，內噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于4MPa，噴霧流量應與機型相匹配。外噴霧必須是外力引射的，能覆蓋全滾筒。壓力達不到時必須增設加壓泵。無水或噴霧裝置損壞時必須停機，并使用二次負壓降塵裝置。

工作面進第一輔助進風巷鋪設消防管路（可與消塵管路共用），進風巷每隔50m要設一組三通閥門，第一輔助進風巷每隔50m要設一組三通閥門。工作面在生產期間，回采隊要及時回收進風巷及落山支護材料，錨桿、錨索支護巷道要及時退錨，保證頂板充分塌落，使風流合理暢通。滅火沙箱無底，沙量不少于0.5m3。滅火器數量：設備列車、皮帶機頭、皮帶機尾、油脂庫每處不少于兩個。同時配備3～5個滅火器，儲存在工作面備件庫。

5 小結

綜采工作面的安全高效開采是系統化工程。新景礦煤業根據3213綜采工作面的實際地質條件，對頂板管理、礦壓觀測、通風防塵等各環節進行了總體規劃，有效保證了工作面的順利安全開采。