西曲礦孤島工作面安全高效回采措施

李旭勤

（西山煤電（集團）有限責任公司西曲礦，山西 古交 030200）

當準備回采的工作面周圍均為采空區或者工作面順槽兩側均為采空區的工作面，叫作孤島工作面[1-3]。西曲礦12315 工作面井下位于南三盤區，南部為12316 采空區，東部為22101 采空區，北部為12306 采空區，西部為12304、12305 采空區。12315 工作面屬于孤島工作面，回采期間，該工作面受相鄰工作面保護煤柱集中應力及采動壓力的影響，頂板難以管控，兩幫滾幫嚴重，不利于工作面的安全高效回采。因此，在12315 工作面有必要采取安全高效回采措施。

1 工作面概況

12315 綜采工作面井上位于原南坪村，地表以山地地形為主，無河流經過，溝谷低洼處常年無流水，蓋山厚度約160～238 m，平均厚度約199 m。工作面井下位于南三盤區，南部為12316 采空區，東部為22101 采空區，北部為12306 采空區，西部為12304、12305 采空區。各工作面及大巷均留設保護煤柱。

2#煤層厚度穩定，煤厚為3.98～4.75 m，平均厚4.43 m，煤層結構3.10（0.20）1.10 m，煤層整體傾向西南，傾角2°～7°，一般為4°。2#煤層結構復雜，中下部普遍含有一層泥巖夾石，夾石厚度變化不大。2#煤直接頂板為1.20～3.30 m 的砂質泥巖，老頂為2.35 m 的中粒砂巖，底板為8.56 m 的泥巖。該工作面于2020 年4 月2 日初采，至2020 年8 月15 日回采結束。

2 安全高效回采措施

2.1 初采初放技術措施

（1）工作面初采初放期間，工程技術人員嚴格要求隊組加強頂幫管理，初采前切眼內對頂板施工切頂卸壓。（2）初采期間，采高控制在3.2 m，嚴禁超高開采。（3）兩巷超前、端頭、切頂支護必須迎山有力，間排距嚴格執行初采初放安全技術措施。（4）端面距大于340 mm 時，支架要及時超前拉架，以減少空頂面積，在初采期間杜絕出現支架不接頂現象。（5）工作面兩端頭推進10 m 后，保證支架接頂嚴密，端頭維護及超前維護單體要支撐有力。初次來壓頂板冒落前打戧棚，戧棚保證一梁三柱，戧棚材料使用Φ200 mm 紅松圓木配合單體液壓支柱。單體液壓支柱與底板夾角為70°～80°，確保初次來壓時工作面的安全。

以往2#煤工作面初次來壓步距為20～25 m，經過綜采一隊不懈努力，12315 工作面累計推進18 m時，老頂全部垮落，縮短了初次來壓步距，避免了頂板大面積垮落帶來的一系列安全隱患[4-5]，為工作面的后期回采奠定了基礎。

2.2 端頭及超前支護技術

（1）工作面回采期間，因兩巷受遺留煤柱集中應力影響，特別是在端頭及超前20 m 范圍內，采取打設π 型梁+單體液壓支柱的措施，一般情況是采用一梁五柱的支護方式。回采期間，根據現場來壓情況，增加單體，派專人現場跟蹤監督，要打好兩巷超前支護及端頭支護，確保工作面安全高效回采。

（2）兩端頭密集處必要時加打戧棚（戧柱），戧棚材料使用Φ200 mm 紅松圓木配合單體，單體與底板夾角為70°～80°，確保初次來壓時工作面的安全。

（3）兩端頭的切頂必須打在切頂線上，單體初撐力不得小于90 kN。嚴禁提前回切頂支護。

（4）端頭維護人員在進行切頂維護期間，必須有專人時刻觀察頂板情況，確認有暢通可靠的撤退路線，頂板來壓有異常響動時要及時撤出或躲入支架中。

（5）綜采工作面兩端頭、超前維護所使用的單體液壓支柱，必須對初撐力進行監測，即柱徑為80 mm 的單體實測值不低于60 kN，柱徑為100 mm的單體實測值不低于90 kN。

2.3 工作面支護技術

（1）支架要超前拉架、帶壓移架，以減少空頂面積，及時打出防片幫板。

（2）工作面來壓期間，要提高推進度；遇頂板破碎時采用提前掛網維護頂板的措施，杜絕了頂板冒頂事故的出現；遇煤壁酥松或滾幫嚴重時，采取注漿加固煤壁的措施，確保工作面安全高效回采。

（3）回采期間，嚴禁超高開采。

（4）工作面支架不能出現倒架、射架現象，發現該現象要立即處理。

（5）回采過程中，每班驗收員負責檢查泵站壓力和支架初撐力，須保證泵站壓力高于30 MPa，支架初撐力高于24 MPa。

2.4 加強礦壓觀測

（1）及時對頂板在線監測系統采集的數據進行分析，根據綜采支架工作阻力監測報表分析的結論及時對相應的支架采取措施。

（2）回采工作面正副巷100 m 內，頂板離層儀與錨桿（索）測力計由回采隊組專門技術人員每班觀測一次，100 m 以外的，每天觀測一次，如果發現頂板來壓出現離層，應每天觀測一次。

（3）對巷道表面位移進行監測，監測內容包括頂底板相對移近量、頂板下沉量、底鼓量、兩幫移近量和巷幫位移量。綜合測站間距不大于50 m，過斷層、破碎帶、頂板來壓等巷道圍巖地質條件發生變化時，根據現場情況，應適當縮小間距，并加強支護。

2.5 加強安全管理

工作面回采期間，加強安全管理，生產過程中各環節要及時采取措施，設備檢修、保養要得力，避免生產組織走彎路；進一步加大職工的安全技術培訓力度，特別是電工和采機工等關鍵工種的培訓；雙重預防工作機制貫徹落實要徹底，堅持做到“防風險，除隱患，遏事故”，確保安全生產平穩有序的發展。

3 效果分析

經過分析處理12315 工作面回采期間四個多月以來的礦壓監測數據可知，表面位移量相對較小，均在合理范圍內，具體情況如下：頂底板相對移近量最大為195 mm，最小為24 mm，平均為112 mm；頂板下沉量最大為85 mm，最小為15 mm，平均為53 mm；底鼓量最大為110 mm，最小為22 mm，平均為74 mm；兩幫移近量最大為273 mm，最小為57 mm，平均為168 mm。經分析頂板離層儀和錨桿錨索應力數值，頂板無明顯離層情況，錨桿錨索無明顯應力變化。經分析綜采工作面支架及超前支護工作阻力監測報表可知，支架初撐力前柱壓力為25～32 MPa，后柱壓力為24～29 MPa，均滿足要求；正巷超前支護阻力11.7～12.9 MPa，副巷超前支護阻力為10.9～12.3 MPa。綜上分析礦壓監測數據可知，12315 工作面回采期間，實現了安全高效回采，避免了采動壓力影響帶來的安全隱患。

12315 工作面的安全高效回采，具有良好的安全和經濟效益，按照噸煤利潤400 元估算，可產生約283.16 萬元的經濟效益。

4 結論

本文主要采取初采初放技術措施、加強端頭支護及超前支護、加強工作面支護、加強礦壓觀測、加強安全管理等五個措施，解決了該礦孤島工作面回采期間頂板壓力大、圍巖破碎等問題，保證了12315 孤島工作面的安全高效回采，取得了良好的效果，該技術對西曲礦類似地質條件的工作面具有重要的參考價值。