复杂水文地质条件下含薄煤带煤层开采工艺探析

常显东（河南能源大有能源股份公司新安煤矿， 河南 洛阳 471842）

复杂水文地质条件下含薄煤带煤层开采工艺探析

常显东（河南能源大有能源股份公司新安煤矿， 河南 洛阳 471842）

为解决复杂水文地质条件下综采工作面过薄煤层诸多问题，采取排水、破底等一系列措施，改进采煤工艺，并取得显著效果。

晶硅；应用

新安煤矿15110工作面位于15采区上山东翼下部，上邻15090工作面（已回采），下邻15130工作面；西邻轨道上山保护煤柱，东邻井田边界保护煤柱；地面无水体及建筑物；地面标高平均+320m，工作面标高平均+56m，平均埋深264m。平均走向可采长度665.5m，倾向长190.5m，工作面处于无突出危险区，为无突出危险工作面。

1　概述

15110工作面位于15采区上山东翼下部，工作面二1煤层底板起伏较大，工作面存在两处薄煤带：①工作面200m至400m处（煤厚0.4～2.5m）；②上切眼附近C11点前52m至窝头44m段煤层底板可能处在背斜构造，其影响范围上切眼口向西约30m，向下约50m，对回采造成一定的影响。该面水文地质条件较复杂，直接充水水源为顶板砂岩裂隙水，潜在突水水源为奥灰承压水。预算底板隔水层承受奥灰水压最大2.7MPa，突水系数最大0.057MPa/m，掘进期间已查明19#地质钻孔不存在导水性，三维地震勘探预测断层F2未揭露。

2　回采工艺

15110工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法开采。落煤方式为MG200/530-WD型割煤机落煤、自动装煤配合人工清煤，SGZ764/630刮板输送机运煤。工作面支护采用ZF5500/16/28液压支架配合ZFG7200/20/30H端头支架支护顶板，采空区处理采用全部垮落法管理顶板。采煤工艺采用综合机械化采煤工艺，采煤机下端头进刀→采煤机上行割煤→伸伸缩梁→移架→推移输送机；顶板破碎时，移架→采煤机割煤→伸伸缩梁→推移输送机。

3　井下水防治

工作面回采时，上巷涌水主要为顶板砂岩裂隙水、15090工作面老空水，采用水沟自然排水配合低洼处排水泵机械排水的方式排水。在下巷挖掘矩形水仓，建立以矩形水仓为主排水站，泵坑为辅的排水系统，下巷及工作面涌水，均通过下巷排出，以在下巷水仓配备的2套300 m3/h排水设施为主，水沟自然排水配合低洼处排水泵机械排水为辅的方式进行排水。

由于新安煤矿位于小浪底库区，每班安排专人排水、检修和维护，保证顺利排水和回采面的水情观测。

4　过薄煤层的开采工艺

15110工作面76 #架～机尾煤层较薄，煤墙渣厚0.2m～全岩（111 #架～5 #端头架全岩），采煤机截割破底困难，严重影响工作面正常回采，采用了破底后回采。所谓破底是在水、瓦斯、顶板无异常的条件下采用以松动炮为主的爆破方法，将煤层中的坚硬岩石进行破碎后清理。

（1）组织措施：开工前，施工人员必须认真学好安全措施；施工时，由带班队长负责统一指挥及协调工作，并进行现场安全监督，发现问题及时处理；班长对施工人员要分工明确，各负其责；所有工具在使用前必须检查，符合要求后方可使用；跟班队长必须亲自对施工地点进行巡查，发现不安全隐患，及时组织人员处理，特别是水、瓦斯、顶板出现异常必须采取应急措施。

（2）施工方法：1）打眼机具：采用YT28气腿式凿岩机岩石风钻打眼。2）降尘方法：采用湿式打眼、煤体注水、水炮泥、放炮喷雾、架间喷雾等方法综合防尘。3）爆破作业：①使用毫秒延期电雷管1～5段，总延期不能超过130ms，安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药，每眼装药量≤2节，FMB—200型隔爆电容式发爆器起爆。②正向装药结构，炮眼内的各类药卷必须彼此密接，装药后，严禁电雷管脚线、爆破母线与电气设备以及采煤机械等导电体相接触。③爆破网络采用串联联线方式，一次起爆或分次起爆，严禁一次装药、分次起爆。一次起爆个数不超过25个。

（3）煤质管理：放炮期间，加强顶板管理，严格工程质量，防止冒顶后矸石混入煤中，影响煤质；放炮后，设专人清理矸石。

5　安全措施

破底回采工艺由于存在一定的风险，所以安全技术措施就必须严格执行。

（1）打眼前，必须认真检查煤壁、顶板、支架等情况，确认安全后，方可进行打眼工作；打眼期间，必须设专人监护和安全确认，若发现煤墙片帮、顶板来压等不安隐患，立即停止工作撤出人员，待处理好后，方可进行打眼工作。

（2）在煤墙侧工作人员，必须在可靠支护下作业；放炮前后对放炮地点20m范围内进行洒水降尘。

（3）联线、放炮工作必须由专职放炮员担任；装药放炮前，必须用废旧皮带妥善遮盖放炮地点及其前后20m范围内的支架、大立柱活柱、电缆、照明线路、水管、照明灯、胶管、阀组等易损件，大立柱活柱必须用旧皮带缠绕并上下用铁丝扎紧，爆破地点距采煤机不得小于20m，此项工作必须由班长、安检员、放炮员等共同勘查确认，严防损坏设备；装药和放炮前，跟班队干必须亲自设专人警戒，拉警戒绳，挂警戒牌，并落实警戒设置情况。要求工作人员全部撤到安全处并设专人进行把口。

（4）放炮前，工作面及上巷所有电气设备全部停电，上巷、工作面所有地点瓦斯电闭锁必须可靠有效；严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度，放炮地点20m范围内以及上巷瓦斯探头达到0.4%时，严禁打眼、装药和放炮；放炮结束后30分钟，放炮员、瓦检员、当班班长首先巡视放炮地点，检查瓦斯、顶板、支架及爆破情况，如有危险情况，必须立即处理，然后方可继续施工。

（文章题目：复杂水文地质条件下含薄煤带煤层开采工艺探析）

6　结语

破底回采与分装分运是在薄煤层采煤过程中，提高煤炭质量的有效方法。在煤炭滞销和环保要求严的大环境下，破底回采工艺更需不断丰富和完善。

薄煤层中岩石大多是硬度较大的岩石，采煤机截割时截齿磨损较严重，采用破底回采即延长了采煤机使用年限也间接的降低了成本。