劉 健
(霍州煤電河津騰暉煤業(yè)安全科,山西 河津 043300)
工作面推進中過腰巷技術(shù)已成為開采過程中的重點和難點,制定好工作面過腰巷的技術(shù)方案,可以有效控制巷道片幫及冒頂事故的發(fā)生,保障井下開采的安全,本文主要是對騰暉煤礦201工作面過腰巷的技術(shù)方案進行實踐應(yīng)用研究。
騰暉煤礦201工作面走向480m,傾斜長平均110m,工作面煤層傾角10°~45°,平均傾角25°,下緩上陡,煤層厚度2.8~9.3m,平均厚度6.2m,可采儲量37.7萬t。該工作面有F12和F13兩斷層,F(xiàn)12斷層落差為3m,F(xiàn)13斷層中0.9m與201面斜交,并向工作面逐漸尖滅。201工作面上方的走向方向布置有瓦斯頂板巷,瓦斯頂板巷上方為上順槽,中間通過3條聯(lián)絡(luò)巷與其溝通。該工作面在掘進過程中存在著通風(fēng)及運輸問題,技術(shù)部門研究決定在距201面310m處布置l條腰巷用來解決上述問題。該腰巷長度L=110m,下緩上陡,上部坡度達45°,下部坡度達20°,腰巷除下部采用工字鋼棚支護措施外,其余均采用木棚支護方式。從該腰巷與上順槽的交叉處有1條斷層,落差2.0m,201工作面及腰巷位置示意圖如圖1、圖2所示。
圖1 201工作面位置圖
圖2 腰巷剖面圖
對腰巷的情況進行考察發(fā)現(xiàn)存在著以下問題及困難。
(1)腰巷因壓力大,導(dǎo)致巷道面貌較差,因長期沒有進行維護,施工條件差,記錄顯示該腰巷采用過打點柱的技術(shù)方案進行加固處理。
(2)腰巷與上順槽交叉處有1條落差2.0m斷層,受該斷層的影響交叉口處沿向15 m段位置處工作面與腰巷處于錯位狀態(tài),不在同一層位上,大大增加了工作面過腰巷的難度。
(3)腰巷在掘進時受爆破和采動受壓影響,導(dǎo)致巷道壓力過大從而常常需要進行修理,使得該區(qū)域周圍的煤體破碎和松軟,在過腰巷時易發(fā)生流煤、滾矸和冒頂現(xiàn)象,頂板非常難控制。
根據(jù)圖1和圖2,依據(jù)201工作面與腰巷的位置關(guān)系,確定采取采煤機平推硬過,跟巷道頂板回采的辦法。在貫通前巷道內(nèi)采取局扇通風(fēng)的方式。技術(shù)要點如下:
(1)工作面保持與腰巷斜交,工作面下端頭超前上端頭12m,即下頭先過腰巷,保持工作面與腰巷斜交,逐漸到上口,降低工作面與腰巷的相交面積,可以更好地控制頂板管理。
(2)當(dāng)工作面上端頭全部進入腰巷時,上段開始磨斜,采用上頭采2刀,下頭采l刀的進刀方式進入實煤體當(dāng)中。
(3)必須對腰巷進行加固技術(shù)的處理,每架工字鋼棚加打l根中心點柱,木棚加打2根中心點柱。
(4)將腰巷上段破底段長度15m,用木料密集鋪底。
(5)工作面下端頭保持超前12m,并且為安全起見下端頭距腰巷2m不再放煤,直到上端頭采過3m止,然后再按正規(guī)放煤工藝正常放煤,但在實際回采中,視底板、支護情況確定是否放煤和放煤量的多少。
(6)支柱的防倒、防滑。過腰巷時,工作面沿傾斜布置的對接抬棚必須打齊、打牢,一梁三柱,兩個基本柱一個戧柱。其抬棚所用方木規(guī)格長×寬×厚為1.8m×16cm×12cm。
(7)為了最大限度減少頂煤冒落造成流煤、流矸,必須超前護頂。超前護頂可采用套棚、打順山棚等方法。
(8)考慮到腰巷的坡度問題,為防止下滑,對于腰巷坡度超25°的區(qū)域,必須對支柱進行上提。
(9)工作面靠老塘側(cè),必須每8m打一擋煤板,可以阻擋大塊煤和矸石的下落,造成人員傷亡事故。
基于過腰巷的片幫及冒頂安全問題,必須加強201工作面過腰巷時的防治措施。綜合201工作面的現(xiàn)場情況,結(jié)合霍州煤電集團工作面過腰巷技術(shù)的經(jīng)驗,制定了以下防治措施。
(1)選用伸縮梁支架縮小端面距,使護幫板與煤壁緊密接觸,煤壁側(cè)向受壓,控制煤壁片幫冒頂。
(2)在應(yīng)力集中段采用臺階式割煤方法進行作業(yè),增大煤壁的側(cè)向受壓能力。
(3)移架應(yīng)采用“帶壓擦頂法”移架作業(yè),防止頂板暴露時間過長破碎,出現(xiàn)脫層、漏頂,發(fā)生冒頂事故。移架步距要達到800mm,移架后支架要排成一條直線,其偏差不超過±50mm,可以有效地降低腰巷前煤壁上方壓力。
(4)當(dāng)片幫和冒頂現(xiàn)象加劇時,必須立即采用超前預(yù)注化學(xué)漿的措施進行加固,提高煤壁和頂板的強度。
(5)應(yīng)用等壓開采技術(shù),工作面和腰巷貫通前出現(xiàn)最后一個周期來壓時,必須停止作業(yè),保障上覆巖層充分運動后再繼續(xù)推進,使其不受周期來壓的影響。
201工作過腰巷時,腰巷內(nèi)存在的空洞形成瓦斯聚集,影響到工作面推進安全。其瓦斯治理措施主要為:
(1)通過原203工作面的5#、6#、7#對鉆孔布置進行瓦斯排放的治理措施。
(2)煤礦安全科做好安全防范工作,停泵階段腰巷20m內(nèi)不能作業(yè),并做好瓦斯抽放系統(tǒng)的保障。
(3)腰巷超前支護時需要檢測兩幫的空洞及瓦斯?jié)舛惹闆r,當(dāng)檢測瓦斯積聚0.5m3、濃度2.0%時,必須全面停工,進行瓦斯抽放作業(yè),等瓦斯?jié)舛鹊竭_安全狀態(tài)后才能恢復(fù)施工。
201大坡度放頂煤工作面過腰巷技術(shù)的運用,有效控制了片幫及冒頂事故的發(fā)生,解決了瓦斯易超限問題,為騰暉煤礦201工作面的安全推進提供安全保障。