薄煤层综采工作面过陷落柱技术探讨

高占龙

（山西阳泉矿区一矿综采五队, 山西 阳泉 045008）

引言

煤矿综合机械化采煤工作中如果碰到岩溶，要经过掘绕巷和井下透水等各式各样的方法来明确它的大小和反映岩石特征的属性，之后确定是强硬通过还是绕道的方案。绕过陷落柱的方法不仅能达成各种机器的迅速搬迁和安装，还可以降低不安全因素，提升了煤矿综合机械化采煤机器的利用效率，使其经济上获得了很大的效益。

l 工作面概况

二叠纪时期形成的地层山西组煤层是10101综采工作面挖掘的煤层，煤层厚度为1.2～3.4 m，平均是1.33 m，归于部分可挖掘的薄煤层。煤区的重度是每米 1.35 t，煤区构造为 0.65（0.05）0.6，煤区的倾斜角度为50°～15°，平均为10°。老顶是白色的中砂岩，其主要是石英，厚度是0～3.28 m，冒落带是灰白色的细砂岩，厚度是5.13 m；煤层之上较薄的岩层是黑色泥岩，有植物化石，厚度是0～0.2 m；直接与煤层接触的底部岩层是灰色泥岩，有粉砂岩和植物化石，厚度为 0～5.58 m[1]。

直接开采矿物或岩石的现场使用MG80/200-BW的液压牵引的挖煤机，用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机是SGB-150/630，顺槽用刮板转载机是SGB-630/40，实际开采高度是1.3 m，采掘工作面完成一个循环向前推进的距离0.6 m，赋存在煤层之上的邻近岩层采用的是全部垮落法管理，采用103架ZY2800/08/8L型支架。第1组支架和巷帮中间维持了两排的支护装备，图1所示。

2 过陷落柱方案的确定

2.1 平推硬过方案

依照钻挖勘探、掘巷和地质相关文献的解析，80 m×100 m是岩溶的影响的界限，是比较大的陷落柱（如图1所示）。通过岩溶的时间约为60～70天，依据其影响的界限再密切联系过去的经验，又采纳直推过去的办法估计，一天的进展大约是1.2 m。

图1 采用绕巷法通过陷落柱平面（单位：m）

2.1.1 存在问题

1）采煤机的后面是陷落柱，应该朝陷落柱放震动炮，其中混入矿石中的岩石要经过采煤机，因为中间通过煤的地方很小，所以很容易弄断链子而生产破坏。

2）朝陷落柱放震动炮会损坏采煤机、顺槽用刮板转载机和支撑的架子等，并损耗支撑的架子的液体管道和进行操作的把手等。

3）工作面要经过长为80 m的陷落柱探巷，采场通过废弃巷道时，没有缓冲通联，很容易出现上部矿岩层塌落现象。

2.1.2 材料消耗

如果放震动炮大约要耗费爆破材料7 500发（需要5 662元），火药1 500 kg（需要7 365元）。

截煤机的截齿损耗大约850个（约109 250元）。耗费的齿套大约150个（约40 500元），而且会严重磨耗。对于圆柱形的零件伤害更高，而影响工作。而因为通过的废弃巷道很高，所以要槽形运输器械和支架上垫上支柱的木料大约要14 250元。废弃巷道的保护要多加200根支撑的架子。钻孔工具中连接、用以传递动力的杆件需要600根是21 600元；钻花需要960个约6 366元。所有材料消耗费用共204 993元。

2.2 工作面绕过陷落柱方案

工作面偏向长是151 m，开采打通工作面和岩溶之后，其长是90 m，所以要收回机器。

2.2.1 存在问题

1）支撑架子的放置要把巷道两边的煤向里铲增加巷道宽度。

2）后面一半支架的收回遭遇了困难。因为现在其开采高度大约是1.3 m，停止后要到1.8 m，就要使用割裂和放炮的办法；从中间收回支撑的架子在第一架调整方向的时候，要打开2～2.1 m的口子；其他问题：各种机器的增加和对接。

2.2.2 工期

暂停开采前期准备11天，大约用12天一起安置和收回工作面，初步开采的准备1～2天，推到岩溶要15天，延期要2～3天，共43天。

增加巷道宽度需要两个班用15天，收回做支柱的木料11 m；支护物件320套，钢束150套。总计是92 354元。

通过比较，减少了生产成本，而且施工周期很短，减少了前半部分煤层之上岩层的压力。提升了其机器的利用效率。所以工作地点要绕过陷落柱来进行相关工作。

3 关键点的控制与措施

1）采高的确定。采煤工作工作面煤层平均厚度约1.33 m，为了工作面开采后设备及支架能够正常回撤，采取了提前挖底的方式，确保其在最后四个循环1.8 m的高度[2]。

2）回撤巷道的高必须满足支架降到最低状态时和锚索在外面露出的长度，保证这个高度，净高在1.6 m左右。

3）确保回采期间及回撤期间设备的供电系统、供液系统完好，满足设备的正常动作的要求，便于工作面回采完毕后，设备拆除需要动作。

4）绕巷的开口和收尾。由于原先绕过巷道的挖掘长度不够和工作区域早一步碰到了陷落柱构造的影响，要提前掘进，施工巷道，确保其正常的通风系统。在工作面掘进前进16 m之后和原先的巷道相通，让整个工作有一个完整的通风、运输的系统。

5）回撤支架的安装。拆除的液压支架都要运用一边拆除一边安装的办法，确保每收回一个液压支架就开始安装一个支架，提高工作效率，缩短工期。

6）回采及延长对接。工作面搬家、对接完毕后进行第二阶段的初采，关注设备的运行。

7）初采及结束。工作面对接后进入第二个阶段设备的试运转，及时调整工作支架状态、刮板输送机磕绊等情况，及时把支架倾斜等采用侧护板摆正，运输机调节链子的松紧，确保设备的正常运行。

4 结语

加强10101综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机等主要设备的维护管理，具有更好的效果，但是其过陷落柱方案仍存在很多问题，例如在岩溶地区锚索的支撑保护不达标，矿井作业面在矿山压力下产生变形等。因此，应找到问题的关键点，采取有效措施，使10101综采工作面过陷落柱技术趋于完善。

参考文献

[1]王立伟.薄煤层综采自动化工作面过陷落柱技术[J].煤炭与化工，2013，36（5）：148-149.

[2]杨东伟.综采工作面过陷落柱技术研究[J].中国科技博览，2009（36）：358-359.