下分层工作面安全开采技术研究

2013-04-11戴鹏

河南科技 2013年12期

戴鹏

(中国平煤神马集团十一矿，河南平顶山 467000)

1 工作面基本条件

1.1 采煤工作面概况

工作面位置，该工作面位于二水平己二采区东翼，西起东翼轨道下山，东至于井田边界保护煤柱线(50 勘探线西32.5m处);工作面范围，可采走向长度1375.38m～1406.51m，平均1390.95m。工作面倾斜长为154.6m～161.6m，平均156.7m;与邻近煤层及采区关系，己16－17－22072 工作面为下分层布置，南为已回采结束的一水平己七采空区，北为己16－17 原生煤体，上部为已回采结束的上分层己16－17－22071 采空区;与地面相对位置，风巷标高为－586.70m～－602.51m，平均－594.61m;机巷标高为－642.09m～－660.85m，平均－651.47m。对应地面标高为127.0～136.0m;工作面与地面建筑物关系，对应地表为农田，地势北高南低，回采对地面无影响。

1.2 采煤工作面的地址条件

(1)地质构造。该工作面位一北东倾向的单斜构造，51 勘探线以东和以西各200 米范围内煤层走向变化较大，由N:109°增大到N:142°，其它区域一般为N:120°。煤层倾角15°～26°，一般为21°，局部受断层影响达30°。

(2)水文地质及其它。该回采工作面水文地质条件复杂。在回采期间，主要受浅部与其相邻的一水平己七老空水和顶板砂岩水的影响。一水平己七老空最深水平工作面为己16－17－17141 工作面，己七老空水均汇聚于该面老空，并通过－593 泄水巷泄出，老空内无静水聚积。根据以往观测，己七老空动水正常补给量约45.0m3/h，雨季时可达80.0m3/h。预计老空及顶板砂岩总充水量:正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。将直接影响工作面回采。

2 安全开采技术措施

2.1 管理直接顶板(人工假顶)的措施总结

下分层工作面安全回采的重点是对直接顶板(工人假顶)的管理。己16－17－22072 工作面前立刻套支3.2m 的小钢梁，可以采用小杆严密背顶，割煤时，割煤机滚筒距塑料网假顶大约0.2m，这样可以保护假顶，避免造成漏顶;同样在割煤后也必须及时挂梁、严密背顶及把小钢梁窜至煤壁眼前，工作面前要打好临时支柱，同时也必须要保证挂梁、临时支柱与背顶的质量。

2.2 保证支护质量的措施总结

平煤股份矿己16－17－22072 工作面在支护设计方面，必须要考虑“护”“支”“让”三则皆兼顾的原则，根据平煤股份矿矿压所多年来的研究结果显示，合理选择支护参数，严格按照规章制度要求支护密度，柱距由0.8m 减少到0.65m，严格支柱的支设质量，狠抓了支柱的初撑力和迎山力，保证了工作面的支护质量。

2.3 保证支柱初撑力的措施总结

下分层工作面直接顶板大豆采用人工假顶，在整体性方面不好，易破碎，支架变形情况比较突出，支柱的初撑力一般在正常情况下很难达到90kN，鉴于这样的特点，需要制定专门措施，保证以来工作面支柱的初撑力在70kN 以上，至少不低于70kN，超前支护支柱的初撑力应高于50kNa，支柱严格执行多次注液制度，安监员、工长以及盯班干部都要做到随时对支柱的初撑力进行检查，当出现问题时能够及时补液，确保工作面的支护强度满足要求。

2.4 防止支架变形和出现网兜的措施总结

通常情况下下分层工作面顶板胶结稳定性不好，直接顶板局部受力变形严重，进而容易在支架升柱时出现变形事故，并且在两路顶梁之间也很容易形成网兜，引发漏顶事故，为此，我们需要采取一些措施比如在升柱时不能留有空隙，避免空顶空肩等等。

2.5 溜头、溜尾及上下出口的管理措施总结

溜头与溜尾处顶板悬露面积通常比较大，当受到工作面前方支承压力的作用下，顺槽与顶板上下两帮煤体预先遭受到破坏，但程度并不相同。为此我们可以采用五对十架3.8m的长钢梁支护的措施，具体是其中一对托住棚头，钢梁采用交错前移的方法。出口处容易受到超前压力的作用，支架变形，高度不够，对通风行人有一定的影响。

3 各生产及辅助系统的设计说明

3.1 供水防尘系统

(1)防尘系统设计说明。该工作面为综合机械化采煤，属己组煤层，呈粉沫状，易造成煤尘飞扬，导致工作面及两巷煤尘堆积。为此特设计如下防尘系统，并采取针对性措施，达到降尘目的。(2)防尘系统设计。A、、从己二东翼轨道下山主供水水管向己16－17－22072 机、风巷各排设一趟防尘管路，向两巷及工作面各用水点供水。B、工作面间隔10m(7 架)设一道架间水幕，雾化效果好，割煤、拉架时打开喷雾。C、风巷口煤壁向外50m 范围内设置两道净化水幕，间距10～20m，机巷设一道，割煤、拉架过程中，净化水幕打开，雾化效果好，覆盖巷道全断面。E、工作面机头、机尾、机巷转载机、皮带运煤各转载点设喷雾，开机时必须洒水。F、采煤机安设内外喷雾，开机时必须打开喷雾。G、机风两巷班班有专职防尘工洒水灭尘，风巷超前替棚段每班至少冲尘两次。H、工作面煤壁设专职人员进行煤层注水。

3.2 排水系统

设计说明。A、该回采工作面水文地质条件复杂。在回采期间，主要受浅部与其相邻的一水平己七老空水和顶板砂岩水的影响。预计顶板正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为17m3/h。预计己七老空水充入工作面正常涌水量20.0m3/h，最大涌水量34.0m3/h。总充水量:正常30.0m3/h，最大51.0m3/h。B、根据水文地质情况，该面风巷布置不小于80m3/h 的排水系统。机巷布置不小于80m3/h的排水系统。C、各排水系统必须正常维修，水泵正常运转五台，备用一台，保证积水正常及时排出。D、机巷必须设置正规水泵窝，有足够容水体积。

3.3 安全监测系统

监测系统说明。A、在风巷口以里10～15m 处布置一个甲烷传感器T1、一个温度传感器P1 和一个一氧化碳传感器C1;在机、风巷工作面煤壁向外5～10m 处布置一个甲烷传感器T2、T3;两个甲烷传感器均实现瓦斯电闭锁。风巷两道风门外不大于10m 布置一个防逆流甲烷传感器T4。T1、T2 报警值为0.5%、断电值为0.7%，复电值为小于0.5%，T3 报警值为0.5%，断电值为0.5%，T1、T2、T3 均实现瓦斯电闭锁，C1 报警值为0.0024%，P1 为风巷人员定位监测系统，P2 为机巷人员定位监测系统。B、风巷走向长度超过1km 时，在风巷中间安设一个甲烷传感器T5，T5 报警值为0.5%、断电值为0.7%，复电值为小于0.5%，当风巷走向长度低于1km 时，再把此甲烷传感器拆掉，该甲烷传感器必须也实现瓦斯电闭锁。C、特殊工种入井必须佩带便携式甲烷检测仪，且工作面上隅角必须悬挂一个，及时掌握此处的瓦斯浓度。D、通风部门要派专业人员对甲烷传感器、监测线路定期调试、维修。