10-202綜采工作面過陷落柱技術分析及應用

（霍州煤電呂梁山煤電有限公司方山木瓜煤礦 山西 033100）

引言

陷落柱是煤炭開采技術領域經常見到的地質構造，通常情形下礦井回采工作面過陷落柱引入的是跳采的技術手段。但是這種過陷落柱技術模式要進行重復性的掘進巷道，這樣的結果勢必會造成我國煤炭資源的極大浪費。在實際的工作過程中要從陷落柱以及采面開采的實際情形出發，引入科學的回采工作面過陷落柱技術，對于提高礦井煤炭開采質量具有積極的應用價值。

1.工作面狀況

10-202綜采工作面順槽長度580m，切巷長度240m，工作面地面標高為+1046m～+1190m，工作面標高是+814m～+852m，蓋山厚度232m～338m。開采（9+10）#煤層，平均厚度為6.2m，煤層賦存穩定，容重1.4t/m3；煤層傾角2°～10°，平均6°，無瓦斯突出。

2.水文地質狀況

（1）地表水：上部地表水體主要以降雨為主，無常年性河流，年平均降雨量397mm，回采工作面蓋山厚度232-338m，因為覆蓋層底部大面積有粘土隔水層的發育，10#煤層上部基巖涵蓋有兩層穩定的隔水層即山西組4#煤層至太原組L5灰巖之間的泥巖、太原組泥巖隔水層，這些隔水層屬于比較穩定的隔水層，因此大氣降水與地表水對工作面的回采并不產生影響。

（2）頂板含水層：（9+10）#煤層上部的頂板為L1+K2的灰巖，厚度是15m，石灰巖裂隙較發育，補水性較強，掘進階段的正常涌水量是8-10m3/h。

（3）底板含水層：（9+10）#煤層底板含水層主要有奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層，工作面西南方向1800m處SB1水文孔水位標高795m，根據奧灰等水位線水力坡度推算，工作面下部奧灰水位標高為800m，工作面最低底板標高為+812m，高于奧灰水位標高，這些綜合因素決定了回采階段不受奧灰水的威脅。

（4）采空區域積水：10-202工作面附近皆分布為實體煤，因此工作面附近無采空區積水現象。

綜上所述，工作面回采階段涌水水源主要為頂板灰巖裂隙水。

3.工作面揭露陷落柱情況

工作面正巷推進到7#點前98.4m，付巷推進到4#點前143m，工作面15#-19#架揭露陷落柱；該陷落柱充填物松散，膠結性差，且處于向斜軸部區域，裂隙發育，頂板L1+K2灰巖補水性較強，揭露陷落柱后，頂板及柱體內涌水量約30m3/h，工作面最大涌水量85m3/h。

由于“現代性”的沖擊與侵入，社會轉型的加快，不少鄉村的傳統社會結構開始解體與崩塌，面臨著價值理念內向化、虛無化，人際關系疏離化、理性化，鄉村治理高成本、碎片化的事實，［2］鄉村傳統的人際結構和社會生態逐漸變形和扭曲，村民的原子化趨勢和不信任感加劇。而農村基層自治組織文化的涵養與培育，村民自治制度的完善和健全以及基層治理格局的優化無疑將有助于重構村民之間的社會聯結，增強村民之間的利益紐帶，建構鄉村共同體意識，從而修補鄉村社會生態，增加鄉村社會資本。

4.過陷落柱技術

(1)前期準備工作

在進行過陷落柱技術應用的過程中,工作人員要重視正巷頂板淋水情形，結合具體的施工過程可能出現的突水問題,展開科學有效的調整工作，使不同的排水設備到位。

與此同時，為了確保陷落柱的處理質量，工作人員在前期要將過構造期間所需的物資材料以及相關工具準備到位，避免在工作環節由于物資短缺而影響推進進程。

(2)超前注漿與支護

同傳統的新開切巷法、采煤機強行割煤法過陷落柱相比,本文所引入的高、低位封堵鉆孔布置及注漿模式，使過陷落柱時期回采煤量極大的增加而且避免柱體范圍頂板淋水、漏頂造成支架抽動困難的問題,提升了采煤機、液壓支架的安全性,極大地提升了產業經濟效益。

注漿支護有助于陷落柱附近煤體膠結的穩定性，使破碎煤巖體單軸抗壓強度和承載能力極大提升，徹底杜絕了過陷落柱時由于煤體破碎、穩定性差所引發的片幫嚴重、頂板冒落等問題的發生。

為了徹底預防陷落柱對區域頂板冒落、煤墻片幫造成影響，在工作過程中在陷落柱影響范疇內加注化學漿，對于煤壁、頂板進行科學管理。為了確保回采階段陷落柱無透水現象，在陷落柱影響范疇之內加注水泥漿且在正巷超前段施工放水孔進行疏放水。

在過陷落柱時，在陷落柱體與煤體結合處頂板位置鋪設菱形網對結合處進行頂板管理，防止漏頂事故的發生。

過本陷落柱引入的是4點班整班注漿工藝，0點班割陷落柱體影響范圍的煤（即機頭區域），8點班割機尾區域的煤層即切巷后半段，在此基礎上進行循環，優化割煤技術，使的過陷落柱工期極大的縮短。

割煤、移架的過程中，如果發現網破損，停機補好網，確保工作質量。正常推進的時候，工作面及巷道頂、幫淋水、涌水嚴重的時候及時匯報生產科、地測科、調度室。

當機頭推進到7#點前98.4m揭露陷落柱時，在正巷施工鉆孔注漿進行頂板、底板注漿進行整體加固，同時在工作面柱體范圍進行注漿加固1.6m，0點班割陷落柱體影響范圍煤層，8點班割機尾段煤層，工作面推進1.6m。

當機頭推進到7#點前100m時，在工作面柱體范圍進行注漿加固2.4m，0點班割陷落柱體影響范圍煤層，8點班割機尾段煤層，工作面推進2.4m。

如此往復循壞，使得過陷落柱工期極大的縮短。

(4)現場管理工作程序的開展

①現場工程質量管理程序

A.移架工作結束之后，支架接頂要嚴實，合乎規范，相鄰支架頂梁要整齊，不能超過頂梁側護板高的三分之二，支架不擠不咬；

B.支架活柱部位要嚴格控制在規范的范疇內，以200～800mm為最佳；

C.正規架間隙不可以超過200mm，排頭、排尾架間隙不能超過300mm，若是超出規定的范圍要在第一時間進行調整，杜絕架間漏頂。

②過陷落柱管理工作的開展

為了提升過陷落柱的工作質量，專業技術人員要對于陷落柱柱體的觀測工作予以深度重視，過陷落柱施工進度圖的填制要從實際的需求出發，明晰陷落柱的分布環境和位置，為后續工作的開展提供現實依據。跟班隊長要準時匯報陷落柱變化情況，使信息渠道暢通。

為了使回采工作得以安全進行，驗收人員要紀錄陷落柱的巖層膠結情況，開采工作就緒之后也要認真做好記錄，為后面工作的順利開啟提供理論基礎。與此同時，管理者要重視設備安全檢修工作，分析設備在工作過程中可能出現的種種問題，及時更換先進的設備，用廢皮帶遮蓋機器設備，延長設備的使用壽命，提升設備的工作效率和安全性。

(5)防治水技術的實施

在陷落柱施工之前必須做好防治水工作，檢查排水系統，提升維修意識，使工作面排水量符合規范。與此同時，在工作過程要從工作面的實際情形出發，在第一時間對于突水響應機制和避水路線進行確定，按時檢查排水管路的鋪設情況，確保連接管頭的可靠性，確保整個工作程序的正常進程。

為了使水泵供電線路安全得以保障，由專業的電鉗工來進行檢查維修工作，保證排水系統電纜和接線盒的到位。為了防止異物對于水泵排水造成影響，每班安排人員進行定時排查，在第一時間清除水泵吸水口附近的雜物。相關單位也要派遣專業人士做好排水管理工作，當出現管路接頭跑水等現象的時候，及時維修和處理。

5.結語

綜上所述，為了確保綜采工作面的推進進度，在實際的工作中需要對開采過程中所遇到的陷落柱等問題進行深度重視，及時引入先進的開采設備、開采技術，做好安全管理工作、設備維修和保養工作，可以從整體上提升綜采工作面的推進效率。為此，相關技術單位要結合綜采工作面過陷落柱現狀，進行合理調控，不斷提高綜采工作面陷落柱的質量。本文所討論的工作面過陷落柱過程，引入了較為先進的技術手段，保確回采期間陷落柱不會存在透水、漏頂現象，在工作面開采的過程中可以非常有效地通過陷落柱，使各個環節的管控工作和諧有序進行，為類似礦井過陷落柱工作提供了有力的技術支持，使10-202綜采工作面過陷落柱技術手段得以提升。