单一突出厚煤层下行开采下分层过上分层切眼技术探讨

栾青野

摘要：为解决单一突出厚煤层下行开采下分层过上分层切眼问题，提出了下分层工作面伪斜布置的方式解决工作面过空顶或未完全跨落区域的技术方案及工作面伪斜布置参数;赵固二矿11072工作面伪斜布置现场施工后实现了安全高效回采，对类似条件矿井具有很好的示范作用。

关键词：单一厚煤层;切眼;下行开采;伪斜;参数

中图分类号：TD           文献标志码：

Abstract：In order to solve the problem of slicing under slicing above slicing in downward mining of single outburst thick seam，the method and parameters of pseudo inclined arrangement for lower level working face are put forward to solve the problem that the working face passes through the empty roof or not completely across the falling area.the safe and efficient mining has been realized after the site construction of 11072 working face in Zhaogu No.2 Coal Mine，which has a good demonstration effect for similar conditions.

Keyword：Single thick seam;cut hole;downward mining;pseudo inclined;parameter.

0引言

赵固二矿主采二1煤层为煤与瓦斯突出煤层，平均煤厚6.16m，属于厚煤层，受制于现有开采机械及技术因素，同时为了提高资源回采率，工作面多采用分层下行开采，即首先开采上部分层，人工铺设假顶，后回采下分层，上、下分层均采用全部跨落法管理顶板。但在下分层回采过程中，发现上分层回采后，上分层切眼位置顶板未充分跨落，下分层回采至上分层切眼附近区域时，出现下分层顶板局部悬空，并集聚有大量瓦斯和老空水，严重制约下分层的安全高效回采，单一突出厚煤层下行开采中下分层如何安全高效推过上分层切眼或空顶区域成为矿井生产亟待解决的瓶颈问题。

1工程概况

赵固二矿11071、11072工作面位于一盘区东部，分别为11采区二1煤层下行开采的上分层、下分层工作面，均采用综合机械化走向长臂后退式采煤法，全部跨落法管理顶板;11071工作面设计走向长度2108m，倾斜长度182m，采高3.4～3.6m;11072工作面设计走向长度2100m，倾斜长度140m，采高2～3m，采用内错式布置，11072工作面切眼与11071工作面切眼平行，两切眼相距20m。工作面推进方向与上分层切眼相对位置如图1所示。现11071工作面已回采完毕，11072工作面沿人工假顶正在回采。当11072回采工作面回采至11071工作面切眼附近时，施工超前地质探孔发现钻孔钻进至11071工作面原切眼位置时，多数钻孔有异常瓦斯和水喷出;11071工作面切眼采用锚网索+槽钢梁联合支护，设计断面尺寸：宽×高=8m×3.5m=28m2，工作面在回采期间采用全部垮落法顶板管理。后经分析验证，11071工作面回采后切眼附近顶板未充分跨落，未跨落区域集聚瓦斯和老空水，超前地质探孔钻孔内瓦斯和水为此区域内集聚物，这给11072工作面的安全高效回采带来隐患，亟待解决11072工作面如何安全高效推进的问题。

2工作面布置方式优化

2.1工作面布置方式选择

（1）正常推进

因11071工作面切眼附近顶板未充分跨落并集聚有大量瓦斯和老空水，若11072工作面按照正常推进方式，将一次性大面积揭露11071工作面切眼未充分跨落区域，可能引发冒顶、水害、瓦斯超限等事故[1-2]，正常推进安全隐患较大，需选择合理的工作面布置方式。

（2）工作面调斜后推进

根据现场情况，提出进行11072工作面调斜，回采期间提前调整工作面为伪斜布置，避免一次揭露顶分层切眼面积，回采过程中逐步跨越11071工作面切眼区域，防止因压力增大发生冒顶事故，或有积水、瓦斯涌出[3-4]。

2.2工作面调斜

根据回采经验，进风巷超前回风巷10m时，刮板输送机机头与转载机机尾搭接较为合理，同时为减少推进过程中一次揭露老切眼面积，11072工作面調斜方法为：工作面割煤每次割两个机尾一个机头，必须保证刮板运输机平直[5-7]，直到机尾超前机头10m。根据调斜布置需要计算工作面伪斜布置角度α：

tanα=L1/L

式中：α—工作面调斜角度;

L1—回风巷、进风巷相对超前距离;

L—工作面切眼长度。

所以，α≈4°。

由此可知，工作面调斜4°为宜。

调斜期间采煤机加大卧底量，保证采高1.8m～2m;调斜结束后工作面开始按一个机尾一个机头正常有序组织推进，直至11072工作面由机尾向机头方向逐渐通过11071工作面切眼。11072工作面推进方向与伪斜布置如图2所示。

3工作面推进过程灾害防治

3.1瓦斯防治

（1）在11072工作面回风巷上分层切眼对应位置距顶板不大于800mm，间距1000mm，共施工7个探放孔。使用ZQS-60/2.0S气动手持式钻机配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花钻杆、φ42mm特制钻头打设探放孔，仰角45°～50°，孔深设计施工至11071工作面切眼未完全跨落区域内，使用φ19高压胶管深入至上分层切眼内，另一端与回风巷内压风管路相连，对上分层切眼进行压风，并通过打设的探放孔将上分层切眼内气体进行排出[8] 。

（2）随着11072工作面的回采推进，当距离上分层切眼7m时，在工作面内每隔5架向前方打设探放孔，距顶板500mm。使用ZQS-60/2.0S气动手持式钻机配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花钻杆、φ42mm特制钻头打设探放孔[9] ，仰角15°～20°，孔深以打设至上分层切眼垮落不实处为止，进行自然排放上分层瓦斯及有毒有害气体。

（3）每次揭露上分层切眼长度不得超过6m，揭露上分层切眼后需停止割煤，利用自然通风，排除揭露上分层切眼内的瓦斯或其它气体后方可继续采煤[10] 。过老切眼期间，安排专职瓦检员，随时检查作业区域内的瓦斯等气体。

3.2防治水

在11072工作面回风巷和进风巷设置临时泵坑及应急水仓，应急水仓内多级离心泵及潜水泵保持热备，并使用双回路供电，并保证排水管路畅通、可靠，工作面揭露上分层切眼期间加强工作面顶板及上下顺槽巷道围岩观测，发现淋水增大时必须立即停止生产，人员全部撤到安全地点后向调度室和区队值班汇报。在原因未查明、隐患未排除之前，不得进行任何作业活动。

3.3防冒顶

随着11072工作面的回采推进，当距离上分层切眼5m时，在工作面内每隔10架向前方打探眼，使用ZQS-60/2.0S气动手持式钻机配φ26×2500mm、φ26×5000mm麻花钻杆、φ42mm特制钻头打设探眼，仰角15～20°，孔深深度5～8m。根据打设的探眼情况，着重对顶分层切眼采空区垮落不实段降低采煤机的割煤速度，割煤时顶板要割平，禁止留顶煤、伞檐和台阶，液压支架采取拉超前架、带压擦顶移架的方式减少顶板裸露时间，减少顶板掉矸，液压支架顶梁要接顶严密，护帮板及时打开，液压支架初撑力不小于24MPa[11] ;液壓系统必须完好，禁止出现“跑、冒、滴、漏”现象，液压支架各部件必须齐全，动作灵敏可靠。

4结论

（1）提出了单一突出厚煤层下行开采中下分层采取工作面伪斜布置的方式解决工作面过空顶或未完全跨落区域的技术方案及工作面伪斜布置参数;

（2）11072工作面伪斜布置现场施工后实现了安全高效回采，对类似条件矿井具有很好的示范作用。

参考文献：

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[3] 贠东风，任奉天，伍永平，雷奇，谷斌.大倾角软煤大采高综采工作面伪斜布置[J].煤矿安全，2018，v.49;No.533（11）：145-149.

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[9] 杨伟.厚煤层上分层老空区下复采工作面安全技术[J].江西煤炭科技，2019，No.161（01）：88-90.

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[11] 陈利权.浅议掘进工作面揭露老空巷时瓦斯与积水管理技术[J].科技创业家，2014，（01）：88-89.

（作者单位：河南煤业化工集团焦煤公司赵固二矿）