梁 鑫

（西山煤電集團(tuán)杜兒坪礦， 山西 太原 030022）

引言

當(dāng)前我國(guó)煤炭生產(chǎn)進(jìn)入結(jié)構(gòu)化調(diào)整階段，不再盲目追求產(chǎn)量的最大化，企業(yè)開(kāi)始追求發(fā)展質(zhì)量的提升。煤炭生產(chǎn)向精準(zhǔn)化開(kāi)采進(jìn)軍。隨著礦山機(jī)械自動(dòng)化程度的提高，煤礦水、火、氣、煤塵、屋頂五大災(zāi)害頻發(fā)的情況逐年減少。全國(guó)百萬(wàn)噸的死亡率逐年下降。但是，在實(shí)際生產(chǎn)的某些方面仍存在一些高安全隱患。較為典型的是采煤工作面的收尾工作。在采煤工作面收尾期間，由于需要留設(shè)足夠的設(shè)備回撤空間，此時(shí)頂板支護(hù)難度加大，工作面所需風(fēng)量也急劇上升。這些困難對(duì)采煤工作面造成了巨大的生產(chǎn)安全隱患。為了合理地解決上述隱患，合理確定停止線(xiàn)的位置至關(guān)重要。停止線(xiàn)的位置很大程度上決定了回撤通道的屋頂安全水平，并且合理的位置也為新鮮風(fēng)流的涌入創(chuàng)造了便利條件。

此外停采線(xiàn)至盤(pán)區(qū)大巷間的煤柱一般還會(huì)作為采盤(pán)區(qū)大巷的護(hù)巷煤柱長(zhǎng)期存在。停采線(xiàn)煤柱的寬度會(huì)直接影響采盤(pán)區(qū)大巷服務(wù)年限和維護(hù)難度。從保護(hù)采盤(pán)區(qū)大巷的角度考慮，停采線(xiàn)應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離采盤(pán)區(qū)大巷。這種方式雖然能夠最大化保障采盤(pán)區(qū)大巷的安全，但是會(huì)導(dǎo)致大量煤炭資源無(wú)法被采出，它造成了資源浪費(fèi)，違背了中國(guó)目前有效利用能源的原則。合理確定停止線(xiàn)位置是為了在安全性和經(jīng)濟(jì)性之間找到最佳平衡點(diǎn)?；谏鲜霰尘埃疚囊远艃浩旱V為例，闡述了在高瓦斯礦井中采煤工作面停采線(xiàn)位置的合理確定原則及相關(guān)安全保障措施。

1 工程概況

杜爾平礦屬于高瓦斯礦。地鼓較為嚴(yán)重，頂板局部破碎，在這樣的情況下耗費(fèi)大量的人力財(cái)力，而且安全生產(chǎn)得不到有效保證，權(quán)衡這兩者的關(guān)系和改善大巷的維護(hù)情況，為保證工作面與停采線(xiàn)平行并且創(chuàng)造出足夠的設(shè)備回撤空間，我們研究停止線(xiàn)的位置尤為重要。72909工作平面的坐標(biāo)位于杜爾平礦南九區(qū)?；夭?號(hào)煤層，煤層厚度為1.90～3.50 m，平均厚度為2.93 m，煤層傾向角為3°～16°，平均為6°。可采恢復(fù)指數(shù)為1.00，變異系數(shù)為16.86%，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤層的舊屋頂是K6粉砂巖，厚度為3.93 m。直接頂部是粉砂巖，厚度為1，58～2.47 m，平均厚度為1.94 m。其巖性為淺灰色粉砂巖，0.1 m砂質(zhì)泥巖和水平層理。直接底部為砂質(zhì)泥巖，厚度為0.20～0.80 m，平均厚度為0.60 m。老底為K5粗砂巖，厚度為4.67 m，其特性為灰白色粗砂巖，它主要由石英和長(zhǎng)石組成，含有少量的深色礦物和云母片。煤層柱狀圖如圖1所示。斷層情況見(jiàn)下頁(yè)表1。陷落柱情況見(jiàn)下頁(yè)表2。巷道斷面參數(shù)見(jiàn)下頁(yè)表3。

圖1 煤層柱狀圖

根據(jù)采礦層（包括圍巖）的瓦斯涌出量和上下相鄰層的瓦斯涌出量分析，72909工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量為12 m3/min。其中，風(fēng)量排放的氣體排放量估計(jì)為6.5 m3/min，抽氣量為5.5 m3/min，提取率為45.8%。煤層有爆炸危險(xiǎn)，爆炸指數(shù)為17.50%。地溫15～20℃，地壓正常。

工作面由皮帶車(chē)道，軌道車(chē)道和切割眼睛組成。72909 軌道巷 50～150 m，皮帶巷 150～160m、410～435 m采用錨棚聯(lián)合支護(hù)，其余地段均采用全錨支護(hù)，斷面為矩形。軌道車(chē)道凈寬4.2 m，凈高3.0 m，帶寬凈寬4.6m。凈高3.0m，切眼凈寬6.3m，凈高3.0m。

表1 斷層情況表

表2 陷落柱情況表

表3 巷道斷面參數(shù)

2 超前支撐壓力的理論分析及停采線(xiàn)位置確定

我們研究了超前支撐壓力的峰值位置和影響范圍，在合理化停止線(xiàn)的位置和改善井下維護(hù)方面發(fā)揮了重要作用。

工作面引導(dǎo)支撐壓力的峰值位置一般距離煤壁4～8 m，相當(dāng)于回采高度的2-3.5倍。影響范圍一般為40～60 m，少數(shù)可以達(dá)到60～80 m，應(yīng)力增加系數(shù)為2.5～3。支撐壓力峰值位置一般距煤壁15～20 m，應(yīng)力增大系數(shù)為2～3。

根據(jù)上述工作面超前支撐壓力計(jì)算及《煤炭安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定，當(dāng)盤(pán)區(qū)大巷寬度大于等于5 m時(shí)，護(hù)巷煤柱應(yīng)不低于30 m。因此72909停采線(xiàn)距離南9盤(pán)區(qū)回風(fēng)大巷位置應(yīng)大于30 m。又因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察時(shí)確定當(dāng)采煤工作面推進(jìn)至距離南9回風(fēng)大巷40～50 m左右是預(yù)計(jì)頂板情況相對(duì)較好，屋頂砂巖相對(duì)完整，易于支撐，不易造成冒頂事故。

此外南9回風(fēng)大巷預(yù)計(jì)服務(wù)年限為15 a左右，根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)煤層厚度在3.5 m以下時(shí)，盤(pán)區(qū)大巷護(hù)巷的煤柱總體上超過(guò)30 m，可以滿(mǎn)足需求。

綜上在確保安全的前提下，為最大化煤炭采出量，增加經(jīng)濟(jì)效益，最終擬定停采線(xiàn)位置在距離南9回風(fēng)大巷49 m處最為經(jīng)濟(jì)合理。

3 采煤工作面回收撤離期間安全技術(shù)措施

3.1 人員安全培訓(xùn)

凡是參加回撤的工作人員，在施工前必須參加礦上組織的學(xué)習(xí)班學(xué)習(xí)回撤措施，經(jīng)過(guò)考試合格后方可參加施工。每班必須開(kāi)好班前會(huì)班后會(huì)，提前安排今天所需的任務(wù)，分工明確責(zé)任到人，否則不允許進(jìn)行施工。在進(jìn)入工作面進(jìn)行施工前，必須先處理隱患，待隱患全部處理完畢之后，方可允許施工。認(rèn)真實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)切換系統(tǒng)?；爻啡藛T必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和認(rèn)證才能工作，并嚴(yán)格執(zhí)行各類(lèi)工作的責(zé)任制和操作規(guī)范。在工作過(guò)程中，不得在未經(jīng)授權(quán)的情況下離開(kāi)工作，并在繼續(xù)下一步之前確認(rèn)工作已完成。每個(gè)班組必須安排一位領(lǐng)導(dǎo)帶班，實(shí)時(shí)監(jiān)督整個(gè)工作過(guò)程，有問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)，有隱患及時(shí)制止。

3.2 工作面回撤技術(shù)措施

鋼網(wǎng)必須通過(guò)搭扣連接，以避免泄漏和斷開(kāi)，以防止過(guò)程完成或在拆卸過(guò)程中鋼網(wǎng)上的力不足造成安全隱患。嚴(yán)格控制電量，每只眼睛的最大電量不應(yīng)超過(guò)200 g，嚴(yán)禁放大炮。移動(dòng)框架時(shí)，兩個(gè)人必須相互配合。作業(yè)人員必須集中注意力并保持敏捷。在施工期間，始終檢查支架的完整性。嚴(yán)禁一次移動(dòng)一個(gè)，禁止同時(shí)移動(dòng)多個(gè)貨架，以防止漏頂或冒頂?shù)仁鹿?。?yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂措施，當(dāng)拆除工作面上的活煤活石時(shí)，人員必須站在上面并使用專(zhuān)用工具拆除。支架的拉出和調(diào)整必須在遠(yuǎn)程操作中進(jìn)行，并根據(jù)回收順序和方法嚴(yán)格縮回。在抽出支架的過(guò)程中，如果要及時(shí)處理支架刮網(wǎng)，嚴(yán)禁撕裂引線(xiàn)網(wǎng)。使用絞車(chē)運(yùn)輸時(shí)，必須設(shè)置特殊的聲光信號(hào)。一站式，兩次提升，三次下降，四次緩慢提升，五次緩慢下放，員工接觸信號(hào)至少兩次；絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)工作者都必須經(jīng)過(guò)認(rèn)證才能工作。采用長(zhǎng)距離回采柱的方法，從底部到頂部，從采空區(qū)到煤壁，采用單柱和Π型鋼梁的柱法原理。已經(jīng)撤回的單柱和船尾鋼梁必須用長(zhǎng)工具鉤住?；爻分訒r(shí)，距離應(yīng)在不小于3 m的距離內(nèi)卸載。在遠(yuǎn)離支柱的安全位置，人員拉動(dòng)系在卸載手把上的牽引繩進(jìn)行卸載。嚴(yán)禁進(jìn)入無(wú)支撐區(qū)域拾取物料。

4 結(jié)語(yǔ)

在確定采煤工作面停采線(xiàn)位置時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮各種因素進(jìn)行判定，特別是對(duì)頂板的穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)有足夠的重視。應(yīng)當(dāng)首先對(duì)采煤工作面超前支撐壓力進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)老頂壓力情況實(shí)地觀(guān)察選取最佳停采位置。同時(shí)由于停采線(xiàn)煤柱對(duì)盤(pán)區(qū)大巷的服務(wù)年限及安全影響較大，應(yīng)在嚴(yán)格遵守《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)程》的基礎(chǔ)上再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益的考量，從而最大化經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)確保井下安全生產(chǎn)。