薄煤層綜采工作面過陷落柱技術探討

高占龍

（山西陽泉礦區一礦綜采五隊, 山西 陽泉 045008）

引言

煤礦綜合機械化采煤工作中如果碰到巖溶，要經過掘繞巷和井下透水等各式各樣的方法來明確它的大小和反映巖石特征的屬性，之后確定是強硬通過還是繞道的方案。繞過陷落柱的方法不僅能達成各種機器的迅速搬遷和安裝，還可以降低不安全因素，提升了煤礦綜合機械化采煤機器的利用效率，使其經濟上獲得了很大的效益。

l 工作面概況

二疊紀時期形成的地層山西組煤層是10101綜采工作面挖掘的煤層，煤層厚度為1.2～3.4 m，平均是1.33 m，歸于部分可挖掘的薄煤層。煤區的重度是每米 1.35 t，煤區構造為 0.65（0.05）0.6，煤區的傾斜角度為50°～15°，平均為10°。老頂是白色的中砂巖，其主要是石英，厚度是0～3.28 m，冒落帶是灰白色的細砂巖，厚度是5.13 m；煤層之上較薄的巖層是黑色泥巖，有植物化石，厚度是0～0.2 m；直接與煤層接觸的底部巖層是灰色泥巖，有粉砂巖和植物化石，厚度為 0～5.58 m[1]。

直接開采礦物或巖石的現場使用MG80/200-BW的液壓牽引的挖煤機，用刮板鏈牽引，在槽內運送散料的輸送機是SGB-150/630，順槽用刮板轉載機是SGB-630/40，實際開采高度是1.3 m，采掘工作面完成一個循環向前推進的距離0.6 m，賦存在煤層之上的鄰近巖層采用的是全部垮落法管理，采用103架ZY2800/08/8L型支架。第1組支架和巷幫中間維持了兩排的支護裝備，圖1所示。

2 過陷落柱方案的確定

2.1 平推硬過方案

依照鉆挖勘探、掘巷和地質相關文獻的解析，80 m×100 m是巖溶的影響的界限，是比較大的陷落柱（如圖1所示）。通過巖溶的時間約為60～70天，依據其影響的界限再密切聯系過去的經驗，又采納直推過去的辦法估計，一天的進展大約是1.2 m。

圖1 采用繞巷法通過陷落柱平面（單位：m）

2.1.1 存在問題

1）采煤機的后面是陷落柱，應該朝陷落柱放震動炮，其中混入礦石中的巖石要經過采煤機，因為中間通過煤的地方很小，所以很容易弄斷鏈子而生產破壞。

2）朝陷落柱放震動炮會損壞采煤機、順槽用刮板轉載機和支撐的架子等，并損耗支撐的架子的液體管道和進行操作的把手等。

3）工作面要經過長為80 m的陷落柱探巷，采場通過廢棄巷道時，沒有緩沖通聯，很容易出現上部礦巖層塌落現象。

2.1.2 材料消耗

如果放震動炮大約要耗費爆破材料7 500發（需要5 662元），火藥1 500 kg（需要7 365元）。

截煤機的截齒損耗大約850個（約109 250元）。耗費的齒套大約150個（約40 500元），而且會嚴重磨耗。對于圓柱形的零件傷害更高，而影響工作。而因為通過的廢棄巷道很高，所以要槽形運輸器械和支架上墊上支柱的木料大約要14 250元。廢棄巷道的保護要多加200根支撐的架子。鉆孔工具中連接、用以傳遞動力的桿件需要600根是21 600元；鉆花需要960個約6 366元。所有材料消耗費用共204 993元。

2.2 工作面繞過陷落柱方案

工作面偏向長是151 m，開采打通工作面和巖溶之后，其長是90 m，所以要收回機器。

2.2.1 存在問題

1）支撐架子的放置要把巷道兩邊的煤向里鏟增加巷道寬度。

2）后面一半支架的收回遭遇了困難。因為現在其開采高度大約是1.3 m，停止后要到1.8 m，就要使用割裂和放炮的辦法；從中間收回支撐的架子在第一架調整方向的時候，要打開2～2.1 m的口子；其他問題：各種機器的增加和對接。

2.2.2 工期

暫停開采前期準備11天，大約用12天一起安置和收回工作面，初步開采的準備1～2天，推到巖溶要15天，延期要2～3天，共43天。

增加巷道寬度需要兩個班用15天，收回做支柱的木料11 m；支護物件320套，鋼束150套。總計是92 354元。

通過比較，減少了生產成本，而且施工周期很短，減少了前半部分煤層之上巖層的壓力。提升了其機器的利用效率。所以工作地點要繞過陷落柱來進行相關工作。

3 關鍵點的控制與措施

1）采高的確定。采煤工作工作面煤層平均厚度約1.33 m，為了工作面開采后設備及支架能夠正常回撤，采取了提前挖底的方式，確保其在最后四個循環1.8 m的高度[2]。

2）回撤巷道的高必須滿足支架降到最低狀態時和錨索在外面露出的長度，保證這個高度，凈高在1.6 m左右。

3）確保回采期間及回撤期間設備的供電系統、供液系統完好，滿足設備的正常動作的要求，便于工作面回采完畢后，設備拆除需要動作。

4）繞巷的開口和收尾。由于原先繞過巷道的挖掘長度不夠和工作區域早一步碰到了陷落柱構造的影響，要提前掘進，施工巷道，確保其正常的通風系統。在工作面掘進前進16 m之后和原先的巷道相通，讓整個工作有一個完整的通風、運輸的系統。

5）回撤支架的安裝。拆除的液壓支架都要運用一邊拆除一邊安裝的辦法，確保每收回一個液壓支架就開始安裝一個支架，提高工作效率，縮短工期。

6）回采及延長對接。工作面搬家、對接完畢后進行第二階段的初采，關注設備的運行。

7）初采及結束。工作面對接后進入第二個階段設備的試運轉，及時調整工作支架狀態、刮板輸送機磕絆等情況，及時把支架傾斜等采用側護板擺正，運輸機調節鏈子的松緊，確保設備的正常運行。

4 結語

加強10101綜采工作面采煤機、液壓支架、刮板輸送機、轉載機等主要設備的維護管理，具有更好的效果，但是其過陷落柱方案仍存在很多問題，例如在巖溶地區錨索的支撐保護不達標，礦井作業面在礦山壓力下產生變形等。因此，應找到問題的關鍵點，采取有效措施，使10101綜采工作面過陷落柱技術趨于完善。

參考文獻

[1]王立偉.薄煤層綜采自動化工作面過陷落柱技術[J].煤炭與化工，2013，36（5）：148-149.

[2]楊東偉.綜采工作面過陷落柱技術研究[J].中國科技博覽，2009（36）：358-359.