孤岛工作面开采工艺研究

（冀中能源股份有限公司葛泉矿技术科，河北 邢台 054000）

一、前言

葛泉矿1989年10月投产，原设计能力60万吨/年，后经技改，2008年矿井的最新核定能力为95万吨/年，煤层赋存条件复杂，构造发育，截止目前，北翼2#煤四采区除煤柱外已全部回采完毕，因此，合理布置工作面回收煤柱，减少煤炭资源丢失，对于维持矿井的健康、高效发展具有重要的意义。

为了确保煤柱的安全高效回收，根据周边环境及地质条件布置14210孤岛工作面，东南为1324、1326、1328、13210、1429工作面采空区，西南为1321工作面采空区，东北为1420工作面采空区，西北为F17-1断层。工作面主要回收北翼集中上山煤柱。14210两巷均为沿空掘巷，底板老巷多，且距工作底板的距离从0～20m不等；面内老巷多，且大多数处于封闭状态，工作面回采期间如何实现安全过老巷等一系列的问题均需要去克服。

为解决上述问题，我矿进行了14210孤岛工作面开采工艺研究，通过采取差异化加固底板老巷、两巷超前对区段煤柱进行扩刷、提前对面内老巷进行探放有害气体等措施，确保工作面的安全高效开采。

二、提前谋划，为过老巷回采保驾护航

14210工作面回采过程中一直伴随着过中间巷及面内过老巷，给回采带来了相当大的难度，为了安全回采并且尽可能回收老巷内原有U型箍，在工作面揭露回风上山U型箍支护段，拆除U型箍支护时，每拆除一架在原U型箍支护范围，施工不少于3根单体配铰接顶梁支护顶板，单体支护完成后才能继续拆除下一架U型箍，严禁空顶施工。回风上山U型箍支护段坡度大于工作面推进坡度，推进过程巷道底板逐渐低于煤层底板，提前对巷道与煤层底板之间采用木料等填实，防止工作面出现下陷现象。工作面过老巷过程中必须做好超前支护工作，保证超前支护距离及强度，防止老巷受采动影响，变形过重影响正常回采。工作面推进时严格控制采高，严禁超高回采，调整好工作面支架支护状态，拉架后，必须进行二次注液，防止顶板压跨支架，发生顶板事故。机组在中间巷前后割煤时要放慢速度，对顶板进行及时支护，防止大面积揭露。顶板破碎压力大时，要及时拉架进行超前支护，防止冒顶事故的发生。后期回采至北翼集中轨道上山上方时，为防止出现塌陷，支架掉落等情况，提前制定专项安全技术措施，当出现煤体松软、塌陷或发暗氧化等塌陷迹象时，及时起溜子留底煤，增加底板煤岩柱，并提前在溜子及支架下跨巷密排加设π 型钢或轨道排距不小于400mm。一旦出现塌陷，首先将塌陷区域支架与两侧相邻支架使用220大链联接底脚，使用圆木排木垛，各圆木、半圆间采用拔据钉紧，高度与工作面底板平齐，木垛必须应山有力，保证木垛整体稳定性，防止顶溜子及拉支架过程中推倒木垛，冒顶区域较小无法排木垛时，必须使用半圆等将塌陷区域填实。施工过程汇中始终坚持“安全第一 预防为主”的方针，坚决克服麻痹和侥幸心理，不安全绝不能生产。每班必须有区管人员现场跟班指挥，负责安全管理，明确分工，各施工人员各负其责，各环节都明确安全第一责任人。通过严密的安全技术措施，差异化加固底板老巷，为14210孤岛工作面顺利过老巷回采提供了技术保障。

三、加强两巷整修，为顺利回采奠定基础

14210孤岛工作面两巷均为沿空掘巷，巷道压力大，顶帮变形严重，巷道掘进规格为4×2.4m（宽×中高）矩形，回采过程中，巷道断面受动压影响极大，严重影响两巷的正常使用。根据现场情况及时制定相应对策，提前对工作面两巷区段煤柱进行扩帮，既保证工作面的正常生产，又对区段煤柱进行合理回收，提高煤炭回收率。扩帮时采用单体配3mπ型钢支护，一梁四柱，随扩随支，顶板压力大时增加为一梁5柱，严禁空顶作业。四组π 型钢顺巷布置支护，排距不大于600mm，迈步前移。π 型钢梁与顶板间采用木梁裱褙严实，防止漏渣。顶板压力大时，回柱后在回柱区域排设木垛支护，保证端头支护强度。排木垛时做好临时支护措施。加强端头顶板支护质量管理工作，工作面放顶作业必须与扩帮段放顶协调进行，严禁私自放顶作业。工作面顶板破碎、压力大时必须停止扩帮回撤单体支护，重新开茬扩帮。回撤时必须做好临时加固及支护措施，保证安全撤离。同时两巷超前支护单体配π型钢距离由以往的20m加长至30m，超前20m范围一梁三柱。通过对两巷的及时整修、扩帮及加固，保证了两巷的正常使用。

四、结论

14210孤岛工作面通过差异化加固底板老巷，节省底板老巷加固材料费、人工费合计30万元；提前对两巷区段煤柱进行扩帮，多回收煤炭2*2.8*1.65*1400 ＝12936t，多回收煤炭创造经济效益（2772+12936）*0.7*1000 ＝1100万元，两项合计创造经济效益为1130万元。14210孤岛工作面开采工艺的研究，实现了工作面安全、高效推进，最大限度地提高了煤炭回收率，为安全高效开采垫定了坚实基础，为类似条件的工作面开采提供技术支持。拓宽了综采技术在复杂地质条件下的应用范围，有利于矿井产量稳定，保证工作面的正常接替，实现高产高效，推广、应用前景广阔。