斜沟煤矿回采工作面收尾贯通技术研究与应用

渠 磊

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 兴县033602）

山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿（全文简称斜沟煤矿）是山西焦煤西山煤电集团公司主力生产矿井，生产能力1 500万t/a。井下综合机械化回采工作面收尾阶段的快速回撤，是减少设备搬家倒面时间、实现矿井高产高效的重要保障。斜沟煤矿23107回采工作面采用预掘回撤通道的方式进行收尾，由于工作面两顺槽巷道位于特厚煤层不同层位，在没有参照基准的情况下工作面与回撤通道精准贯通难度大，贯通质量直接影响工作面回撤速度与施工安全。

1 23107回采工作面基本情况

23107回采工作面是斜沟煤矿二水平21采区北翼中部的一个综放工作面，可采走向长度3 400.5 m，倾斜长度242.4 m，开采太原组13号煤层，煤层厚度12.10～16.08 m，平均14.35 m，煤层倾角7.9°～9.6°，平均8.8°，工作面盖山厚度142～354 m。

23107回采工作面巷道由材料巷、皮带巷、开切眼、回风联巷及回撤通道等组成。材料巷布置在工作面的东侧，沿13号煤层底板布置，巷道宽5.2 m、高3.6 m；皮带巷布置在工作面的西侧，沿13号煤顶板布置，巷道宽5.5 m、高3.8 m；回撤通道布置在工作面停采线位置，与开切眼布置方向的交角为1°，全长242.5 m，主要用于工作面回采结束后设备回撤，巷道上宽4.9 m、下宽4.4 m，巷道高3.6 m。回撤通道采用C30混凝土硬化，厚度0.2 m，并沿通道方向迈步式安设了两排ZDD18000/26/55型垛式支架用于支护顶板。

23107回采工作面2016年9月26日开始进行调试生产，于2020年4月25日与回撤通道贯通，2020年4月26日开始回撤，共回采3年零7个月。

2 23107回采工作面收尾贯通技术方案

23107回采工作面采用“预掘回撤通道”方法进行收尾作业，通过采煤机割煤与回撤通道一次性贯通。

由于工作面材料巷、皮带巷两顺槽巷道位于特厚煤层不同层位，在没有参照基准的情况下工作面与回撤通道精准贯通难度大，贯通质量直接影响工作面回撤速度与施工安全。结合目前矿井现有技术装备水平，经斜沟煤矿专业技术人员多次探讨论证，决定采取以工作面与回撤通道测量剖面标高比对为主，工作面与回撤通道底煤探测厚度对比、回撤通道施工注灰孔导向指示为辅的综合贯通技术措施，可保证工作面高质量快速贯通与收尾回撤。

3 工作面与回撤通道测量剖面标高比对

斜沟煤矿地测科组织技术人员针对23107回采工作面收尾贯通制定了专项测量方案。2020年2月6日，工作面推进至距回撤通道150 m时，测量人员对23107工作面皮带巷、材料巷、回撤通道实测了巷道剖面，对工作面标高进行超前预控。通过对比工作面与回撤通道内顶底板标高，可准确掌握工作面与回撤通道的顶底板位置，及时调整工作面割煤层位。首次测量剖面对比结果是，工作面机头部分比回撤通道高8 m。工作面推进至距离回撤通道90 m时，根据测量对比剖面分析，开始从机头～60号下放溜子，60号～机尾提溜子调整工作面。在工作面距回撤通道50～12 m时，根据队组生产需要，测量人员随时待命测量，出井后第一时间计算原始资料，连续绘制23107回采工作面与回撤通道实测剖面对照图，通过比较对应位置顶、底板差异，从而指导工作面及时调整。2020年4月11日早班工作面推进到铺网线位置（距回撤通道12 m），工作面标高与回撤通道标高基本一致，工作面与回撤通道在同一层位。在整个23107回采工作面收尾期间，地测科测量人员共实测工作面剖面15次。

考虑到只采用上述测量剖面标高比对法指导工作面收尾贯通方案单一，需采取其他方法比对验证，以提升工作面与回撤通道精准贯通的安全性和可靠性。结合目前矿井现有技术装备水平，采取了工作面与回撤通道底煤探测厚度对比、回撤通道施工注灰孔导向指示等两种辅助手段，助力工作面与回撤通道精准贯通。

4 工作面与回撤通道底煤探测厚度对比

在23107回采工作面回撤通道施工过程中，地测科已完成了巷道底煤厚度分布探测搜集工作，并绘制有相关图件。工作面推进至距离回撤通道50 m开始，地测科测量人员每次测量工作面剖面时，地质技术人员在工作面测量站点处使用风煤钻探测工作面底煤厚度，将回撤通道和工作面的底煤厚度探测数据标注在23107回采工作面与回撤通道实测剖面对照图上，通过比较对应位置底煤厚度差异，可从侧面佐证测量剖面成果的准确性，从而指导工作面及时调整。

5 回撤通道施工注灰孔导向指示

在23107回采工作面回撤通道安装垛式支架前，钻探队已使用ZDY1300型矿用液压钻机在回撤通道向工作面方向水平打设20 m长的层位注灰指导孔，孔间距5 m，开孔位置距巷道底板1.5 m，孔径75 mm，共施工钻孔47个。每个孔内放入一组捆扎好的三根PVC管，管内充填白灰。

由于施工注灰孔使用的钻机非定向钻机，为确保后续上图标注的注灰孔轨迹准确、数据可用，我们使用了北京合康科技发展有限责任公司生产的YZG4.8矿用钻孔轨迹测量仪测定注灰孔轨迹。该轨迹测量探杆在钻头后安装，长度3 m，为随钻测量，在钻孔施工结束、钻杆退出后，通过配套手机的蓝牙功能将探杆轨迹数据下载，即可在井下现场查看钻孔数据轨迹和图示轨迹，并根据设定好的钻孔评价标准对钻孔进行有效性评价，方便指导安全生产。

使用矿用钻孔轨迹测量仪有以下优点：

1）便于现场调整钻孔参数及时补打，确保终孔位置打到设计位置，提高钻孔施工质量，消除安全隐患。

2）避免了钻孔验收人为弄虚作假事件的发生。

3）省去了现场人力验收环节，节约了人力资源、提高了有效钻探时间。矿用钻孔轨迹测量仪的使用，可有效提升注灰孔的成孔技术水平。

当23107工作面回采推进至距回撤通道20 m范围内时，可根据需要将注灰孔开孔、终孔及20 m范围内任意孔深位置标注在23107回采工作面与回撤通道实测剖面对照图上。工作面回采揭露注灰孔，可根据揭露位置对比分析出工作面与回撤通道底板相对位置关系，进而指导调整工作面采煤推进坡度及局部放溜、提溜幅度，为工作面顺利与回撤通道精准贯通。

6 结语

在综合采取工作面与回撤通道测量剖面标高比对、底煤探测厚度对比、回撤通道施工注灰孔导向指示等一系列贯通技术措施后，在工作面距回撤通道12 m时，工作面标高与回撤通道标高已基本一致，工作面与回撤通道在同一层。剩余12 m回采距离，通过工作面最后几刀调整，最终工作面与回撤通道实现了精准贯通，工作面顶板与回撤通道顶板整体齐平，工作面1号～10号支架、30号～130号支架段底板高于回撤通道底板300 mm左右，工作面10号～30号支架、130号～140号支架段底板低于回撤通道底板300 mm左右，达到了收尾作业技术要求。