停采线位置的合理化确定

梁 鑫

（西山煤电集团杜儿坪矿， 山西 太原 030022）

引言

当前我国煤炭生产进入结构化调整阶段，不再盲目追求产量的最大化，企业开始追求发展质量的提升。煤炭生产向精准化开采进军。随着矿山机械自动化程度的提高，煤矿水、火、气、煤尘、屋顶五大灾害频发的情况逐年减少。全国百万吨的死亡率逐年下降。但是，在实际生产的某些方面仍存在一些高安全隐患。较为典型的是采煤工作面的收尾工作。在采煤工作面收尾期间，由于需要留设足够的设备回撤空间，此时顶板支护难度加大，工作面所需风量也急剧上升。这些困难对采煤工作面造成了巨大的生产安全隐患。为了合理地解决上述隐患，合理确定停止线的位置至关重要。停止线的位置很大程度上决定了回撤通道的屋顶安全水平，并且合理的位置也为新鲜风流的涌入创造了便利条件。

此外停采线至盘区大巷间的煤柱一般还会作为采盘区大巷的护巷煤柱长期存在。停采线煤柱的宽度会直接影响采盘区大巷服务年限和维护难度。从保护采盘区大巷的角度考虑，停采线应当远离采盘区大巷。这种方式虽然能够最大化保障采盘区大巷的安全，但是会导致大量煤炭资源无法被采出，它造成了资源浪费，违背了中国目前有效利用能源的原则。合理确定停止线位置是为了在安全性和经济性之间找到最佳平衡点。基于上述背景，本文以杜儿坪矿为例，阐述了在高瓦斯矿井中采煤工作面停采线位置的合理确定原则及相关安全保障措施。

1 工程概况

杜尔平矿属于高瓦斯矿。地鼓较为严重，顶板局部破碎，在这样的情况下耗费大量的人力财力，而且安全生产得不到有效保证，权衡这两者的关系和改善大巷的维护情况，为保证工作面与停采线平行并且创造出足够的设备回撤空间，我们研究停止线的位置尤为重要。72909工作平面的坐标位于杜尔平矿南九区。回采2号煤层，煤层厚度为1.90～3.50 m，平均厚度为2.93 m，煤层倾向角为3°～16°，平均为6°。可采恢复指数为1.00，变异系数为16.86%，煤层结构复杂。煤层的旧屋顶是K6粉砂岩，厚度为3.93 m。直接顶部是粉砂岩，厚度为1，58～2.47 m，平均厚度为1.94 m。其岩性为浅灰色粉砂岩，0.1 m砂质泥岩和水平层理。直接底部为砂质泥岩，厚度为0.20～0.80 m，平均厚度为0.60 m。老底为K5粗砂岩，厚度为4.67 m，其特性为灰白色粗砂岩，它主要由石英和长石组成，含有少量的深色矿物和云母片。煤层柱状图如图1所示。断层情况见下页表1。陷落柱情况见下页表2。巷道断面参数见下页表3。

图1 煤层柱状图

根据采矿层（包括围岩）的瓦斯涌出量和上下相邻层的瓦斯涌出量分析，72909工作面的绝对瓦斯涌出量为12 m3/min。其中，风量排放的气体排放量估计为6.5 m3/min，抽气量为5.5 m3/min，提取率为45.8%。煤层有爆炸危险，爆炸指数为17.50%。地温15～20℃，地压正常。

工作面由皮带车道，轨道车道和切割眼睛组成。72909 轨道巷 50～150 m，皮带巷 150～160m、410～435 m采用锚棚联合支护，其余地段均采用全锚支护，断面为矩形。轨道车道净宽4.2 m，净高3.0 m，带宽净宽4.6m。净高3.0m，切眼净宽6.3m，净高3.0m。

表1 断层情况表

表2 陷落柱情况表

表3 巷道断面参数

2 超前支撑压力的理论分析及停采线位置确定

我们研究了超前支撑压力的峰值位置和影响范围，在合理化停止线的位置和改善井下维护方面发挥了重要作用。

工作面引导支撑压力的峰值位置一般距离煤壁4～8 m，相当于回采高度的2-3.5倍。影响范围一般为40～60 m，少数可以达到60～80 m，应力增加系数为2.5～3。支撑压力峰值位置一般距煤壁15～20 m，应力增大系数为2～3。

根据上述工作面超前支撑压力计算及《煤炭安全规程》有关规定，当盘区大巷宽度大于等于5 m时，护巷煤柱应不低于30 m。因此72909停采线距离南9盘区回风大巷位置应大于30 m。又因为在现场实地勘察时确定当采煤工作面推进至距离南9回风大巷40～50 m左右是预计顶板情况相对较好，屋顶砂岩相对完整，易于支撑，不易造成冒顶事故。

此外南9回风大巷预计服务年限为15 a左右，根据前人经验，当煤层厚度在3.5 m以下时，盘区大巷护巷的煤柱总体上超过30 m，可以满足需求。

综上在确保安全的前提下，为最大化煤炭采出量，增加经济效益，最终拟定停采线位置在距离南9回风大巷49 m处最为经济合理。

3 采煤工作面回收撤离期间安全技术措施

3.1 人员安全培训

凡是参加回撤的工作人员，在施工前必须参加矿上组织的学习班学习回撤措施，经过考试合格后方可参加施工。每班必须开好班前会班后会，提前安排今天所需的任务，分工明确责任到人，否则不允许进行施工。在进入工作面进行施工前，必须先处理隐患，待隐患全部处理完毕之后，方可允许施工。认真实施现场切换系统。回撤人员必须经过培训和认证才能工作，并严格执行各类工作的责任制和操作规范。在工作过程中，不得在未经授权的情况下离开工作，并在继续下一步之前确认工作已完成。每个班组必须安排一位领导带班，实时监督整个工作过程，有问题及时汇报，有隐患及时制止。

3.2 工作面回撤技术措施

钢网必须通过搭扣连接，以避免泄漏和断开，以防止过程完成或在拆卸过程中钢网上的力不足造成安全隐患。严格控制电量，每只眼睛的最大电量不应超过200 g，严禁放大炮。移动框架时，两个人必须相互配合。作业人员必须集中注意力并保持敏捷。在施工期间，始终检查支架的完整性。严禁一次移动一个，禁止同时移动多个货架，以防止漏顶或冒顶等事故。严格执行敲帮问顶措施，当拆除工作面上的活煤活石时，人员必须站在上面并使用专用工具拆除。支架的拉出和调整必须在远程操作中进行，并根据回收顺序和方法严格缩回。在抽出支架的过程中，如果要及时处理支架刮网，严禁撕裂引线网。使用绞车运输时，必须设置特殊的声光信号。一站式，两次提升，三次下降，四次缓慢提升，五次缓慢下放，员工接触信号至少两次；绞盘驱动器和信号工作者都必须经过认证才能工作。采用长距离回采柱的方法，从底部到顶部，从采空区到煤壁，采用单柱和Π型钢梁的柱法原理。已经撤回的单柱和船尾钢梁必须用长工具钩住。回撤柱子时，距离应在不小于3 m的距离内卸载。在远离支柱的安全位置，人员拉动系在卸载手把上的牵引绳进行卸载。严禁进入无支撑区域拾取物料。

4 结语

在确定采煤工作面停采线位置时应当综合考虑各种因素进行判定，特别是对顶板的稳定性应当有足够的重视。应当首先对采煤工作面超前支撑压力进行评估，根据现场老顶压力情况实地观察选取最佳停采位置。同时由于停采线煤柱对盘区大巷的服务年限及安全影响较大，应在严格遵守《煤矿安全生产规程》的基础上再进行经济效益的考量，从而最大化经济效益，同时确保井下安全生产。