10-202综采工作面过陷落柱技术分析及应用

（霍州煤电吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿 山西 033100）

引言

陷落柱是煤炭开采技术领域经常见到的地质构造，通常情形下矿井回采工作面过陷落柱引入的是跳采的技术手段。但是这种过陷落柱技术模式要进行重复性的掘进巷道，这样的结果势必会造成我国煤炭资源的极大浪费。在实际的工作过程中要从陷落柱以及采面开采的实际情形出发，引入科学的回采工作面过陷落柱技术，对于提高矿井煤炭开采质量具有积极的应用价值。

1.工作面状况

10-202综采工作面顺槽长度580m，切巷长度240m，工作面地面标高为+1046m～+1190m，工作面标高是+814m～+852m，盖山厚度232m～338m。开采（9+10）#煤层，平均厚度为6.2m，煤层赋存稳定，容重1.4t/m3；煤层倾角2°～10°，平均6°，无瓦斯突出。

2.水文地质状况

（1）地表水：上部地表水体主要以降雨为主，无常年性河流，年平均降雨量397mm，回采工作面盖山厚度232-338m，因为覆盖层底部大面积有粘土隔水层的发育，10#煤层上部基岩涵盖有两层稳定的隔水层即山西组4#煤层至太原组L5灰岩之间的泥岩、太原组泥岩隔水层，这些隔水层属于比较稳定的隔水层，因此大气降水与地表水对工作面的回采并不产生影响。

（2）顶板含水层：（9+10）#煤层上部的顶板为L1+K2的灰岩，厚度是15m，石灰岩裂隙较发育，补水性较强，掘进阶段的正常涌水量是8-10m3/h。

（3）底板含水层：（9+10）#煤层底板含水层主要有奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层，工作面西南方向1800m处SB1水文孔水位标高795m，根据奥灰等水位线水力坡度推算，工作面下部奥灰水位标高为800m，工作面最低底板标高为+812m，高于奥灰水位标高，这些综合因素决定了回采阶段不受奥灰水的威胁。

（4）采空区域积水：10-202工作面附近皆分布为实体煤，因此工作面附近无采空区积水现象。

综上所述，工作面回采阶段涌水水源主要为顶板灰岩裂隙水。

3.工作面揭露陷落柱情况

工作面正巷推进到7#点前98.4m，付巷推进到4#点前143m，工作面15#-19#架揭露陷落柱；该陷落柱充填物松散，胶结性差，且处于向斜轴部区域，裂隙发育，顶板L1+K2灰岩补水性较强，揭露陷落柱后，顶板及柱体内涌水量约30m3/h，工作面最大涌水量85m3/h。

由于“现代性”的冲击与侵入，社会转型的加快，不少乡村的传统社会结构开始解体与崩塌，面临着价值理念内向化、虚无化，人际关系疏离化、理性化，乡村治理高成本、碎片化的事实，［2］乡村传统的人际结构和社会生态逐渐变形和扭曲，村民的原子化趋势和不信任感加剧。而农村基层自治组织文化的涵养与培育，村民自治制度的完善和健全以及基层治理格局的优化无疑将有助于重构村民之间的社会联结，增强村民之间的利益纽带，建构乡村共同体意识，从而修补乡村社会生态，增加乡村社会资本。

4.过陷落柱技术

(1)前期准备工作

在进行过陷落柱技术应用的过程中,工作人员要重视正巷顶板淋水情形，结合具体的施工过程可能出现的突水问题,展开科学有效的调整工作，使不同的排水设备到位。

与此同时，为了确保陷落柱的处理质量，工作人员在前期要将过构造期间所需的物资材料以及相关工具准备到位，避免在工作环节由于物资短缺而影响推进进程。

(2)超前注浆与支护

同传统的新开切巷法、采煤机强行割煤法过陷落柱相比,本文所引入的高、低位封堵钻孔布置及注浆模式，使过陷落柱时期回采煤量极大的增加而且避免柱体范围顶板淋水、漏顶造成支架抽动困难的问题,提升了采煤机、液压支架的安全性,极大地提升了产业经济效益。

注浆支护有助于陷落柱附近煤体胶结的稳定性，使破碎煤岩体单轴抗压强度和承载能力极大提升，彻底杜绝了过陷落柱时由于煤体破碎、稳定性差所引发的片帮严重、顶板冒落等问题的发生。

为了彻底预防陷落柱对区域顶板冒落、煤墙片帮造成影响，在工作过程中在陷落柱影响范畴内加注化学浆，对于煤壁、顶板进行科学管理。为了确保回采阶段陷落柱无透水现象，在陷落柱影响范畴之内加注水泥浆且在正巷超前段施工放水孔进行疏放水。

在过陷落柱时，在陷落柱体与煤体结合处顶板位置铺设菱形网对结合处进行顶板管理，防止漏顶事故的发生。

过本陷落柱引入的是4点班整班注浆工艺，0点班割陷落柱体影响范围的煤（即机头区域），8点班割机尾区域的煤层即切巷后半段，在此基础上进行循环，优化割煤技术，使的过陷落柱工期极大的缩短。

割煤、移架的过程中，如果发现网破损，停机补好网，确保工作质量。正常推进的时候，工作面及巷道顶、帮淋水、涌水严重的时候及时汇报生产科、地测科、调度室。

当机头推进到7#点前98.4m揭露陷落柱时，在正巷施工钻孔注浆进行顶板、底板注浆进行整体加固，同时在工作面柱体范围进行注浆加固1.6m，0点班割陷落柱体影响范围煤层，8点班割机尾段煤层，工作面推进1.6m。

当机头推进到7#点前100m时，在工作面柱体范围进行注浆加固2.4m，0点班割陷落柱体影响范围煤层，8点班割机尾段煤层，工作面推进2.4m。

如此往复循坏，使得过陷落柱工期极大的缩短。

(4)现场管理工作程序的开展

①现场工程质量管理程序

A.移架工作结束之后，支架接顶要严实，合乎规范，相邻支架顶梁要整齐，不能超过顶梁侧护板高的三分之二，支架不挤不咬；

B.支架活柱部位要严格控制在规范的范畴内，以200～800mm为最佳；

C.正规架间隙不可以超过200mm，排头、排尾架间隙不能超过300mm，若是超出规定的范围要在第一时间进行调整，杜绝架间漏顶。

②过陷落柱管理工作的开展

为了提升过陷落柱的工作质量，专业技术人员要对于陷落柱柱体的观测工作予以深度重视，过陷落柱施工进度图的填制要从实际的需求出发，明晰陷落柱的分布环境和位置，为后续工作的开展提供现实依据。跟班队长要准时汇报陷落柱变化情况，使信息渠道畅通。

为了使回采工作得以安全进行，验收人员要纪录陷落柱的岩层胶结情况，开采工作就绪之后也要认真做好记录，为后面工作的顺利开启提供理论基础。与此同时，管理者要重视设备安全检修工作，分析设备在工作过程中可能出现的种种问题，及时更换先进的设备，用废皮带遮盖机器设备，延长设备的使用寿命，提升设备的工作效率和安全性。

(5)防治水技术的实施

在陷落柱施工之前必须做好防治水工作，检查排水系统，提升维修意识，使工作面排水量符合规范。与此同时，在工作过程要从工作面的实际情形出发，在第一时间对于突水响应机制和避水路线进行确定，按时检查排水管路的铺设情况，确保连接管头的可靠性，确保整个工作程序的正常进程。

为了使水泵供电线路安全得以保障，由专业的电钳工来进行检查维修工作，保证排水系统电缆和接线盒的到位。为了防止异物对于水泵排水造成影响，每班安排人员进行定时排查，在第一时间清除水泵吸水口附近的杂物。相关单位也要派遣专业人士做好排水管理工作，当出现管路接头跑水等现象的时候，及时维修和处理。

5.结语

综上所述，为了确保综采工作面的推进进度，在实际的工作中需要对开采过程中所遇到的陷落柱等问题进行深度重视，及时引入先进的开采设备、开采技术，做好安全管理工作、设备维修和保养工作，可以从整体上提升综采工作面的推进效率。为此，相关技术单位要结合综采工作面过陷落柱现状，进行合理调控，不断提高综采工作面陷落柱的质量。本文所讨论的工作面过陷落柱过程，引入了较为先进的技术手段，保确回采期间陷落柱不会存在透水、漏顶现象，在工作面开采的过程中可以非常有效地通过陷落柱，使各个环节的管控工作和谐有序进行，为类似矿井过陷落柱工作提供了有力的技术支持，使10-202综采工作面过陷落柱技术手段得以提升。