朱云龍

摘 要：對(duì)于極近距離煤層，上下煤層間開采的相互影響較大。受上部煤層開采的影響，下層煤層頂板將受到不同程度的破壞，使頂板結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。工作面礦山壓力顯現(xiàn)特征、支架與頂板控制關(guān)系，回采巷道支護(hù)方式、回采工藝和安全技術(shù)措施均具有特殊性。特別是對(duì)下層煤采用長(zhǎng)壁式采煤法的條件下，下層煤受上層煤開采影響，工作面和巷道頂板產(chǎn)生破壞，極易冒頂、漏頂。當(dāng)與上層采空區(qū)溝通時(shí)，造成工作面漏風(fēng)，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：近距離;采空區(qū);煤層開采;探討

對(duì)采空區(qū)下極近距離煤層開采的端面冒頂、工作面片幫、采空區(qū)的積水及其積聚的瓦斯提出了相應(yīng)的處理措施，從而為工程實(shí)踐提供一個(gè)參考。

一、概述

對(duì)近距離煤層礦區(qū)的開采，工程技術(shù)人員進(jìn)行了不同的嘗試，如蘇海圖礦用窄機(jī)身采煤機(jī)和單體液壓支柱配合11型鋼梁支護(hù)留煤皮假頂開采方法;淮南礦已務(wù)局的謝二礦用近距離煤層聯(lián)合開采;近距離煤層各層由同一工作面回采，近距離煤層放頂煤回收上層煤。聯(lián)合開采主要用于上下煤層間距比較大的情況。當(dāng)上層煤開采對(duì)底板破壞造成的裂隙貫穿底板巖層時(shí)，下煤層開采工作面就會(huì)面臨上煤層開采后的影響。而由同一工作面用放頂煤來回收上煤層的方法，存在大量的矸石處理問題，同時(shí)上下煤層間的距離的大小將影響開采方法的選擇。這就使得研究適合采空區(qū)下極近距離煤層開采方法極有必要。

二、近距離采空區(qū)下煤層開采端面冒頂?shù)膯栴}及對(duì)策

端面冒頂?shù)脑颍喉敯迤扑?，煤層?jié)理發(fā)育，支架工作狀態(tài)不良使煤壁片幫，實(shí)際空頂距離大，支架在前移時(shí)，初撐力小，接頂不嚴(yán)，造成頂板離層是造成冒頂事故的主要原因。通過對(duì)冒頂原因的分析，采取相應(yīng)的措施如下：（1）選擇合適的綜采支架及合理的三機(jī)配套，選用0.6m小循環(huán)（截深）的設(shè)計(jì)。（2）控制合理的空頂距，提高端面幫頂?shù)姆€(wěn)定性。（3）采取合理的回采工藝，機(jī)組割煤過后及時(shí)帶壓擦頂移架，及時(shí)打開支架伸縮梁及護(hù)幫板。（4）對(duì)頂板層、節(jié)理發(fā)育，難以控制的頂板可采取留頂煤的方法控制頂板。（5）加固煤幫、頂煤等措施，對(duì)松軟的煤壁采用注馬麗散的方法加固煤幫。

三、近距離采空區(qū)下回采片幫問題及對(duì)策

煤壁產(chǎn)生片幫的機(jī)理：煤層平行于工作面的節(jié)理、裂隙較發(fā)育。工作面機(jī)采高度大，護(hù)幫板打開不及時(shí)，支架初撐力偏低，采煤機(jī)牽引速度與滾筒轉(zhuǎn)速不相適應(yīng)，采煤機(jī)對(duì)前方的煤壁產(chǎn)生較大的擠壓作用力，周期來壓造成煤壁壓力增大，這些因素極易誘發(fā)片幫。針對(duì)片幫原因，采取相應(yīng)的措施如下：（1）確定合理的采高，采高過大易造成片幫冒頂事故。（2）對(duì)工作面頂板活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)周期來壓采取相應(yīng)措施。（3）加強(qiáng)檢修，保證支架良好的工作狀態(tài)。（4）采煤機(jī)割煤時(shí)必須割平頂板，并保證支架擦頂帶壓移架，充分接頂。（5）加固煤幫，對(duì)松軟的煤壁采用注馬麗散的方法加固煤幫。煤壁片幫和端面冒頂在綜采工作面是相互作用的，冒頂會(huì)進(jìn)一步使片幫惡化，而片幫又能使冒頂擴(kuò)大化，所以在近距離煤層采空區(qū)下開采時(shí)更要注意，防止此類事故發(fā)生。

四、由于上層煤開采造成底板裂隙對(duì)下煤層開采的影響

當(dāng)裂隙延至下煤層時(shí)，采空區(qū)下的積水將會(huì)沿裂隙滲透到下煤層，對(duì)下煤層起到軟化作用。如果下煤層為硬煤層時(shí)，滲透的水有利于下煤層落煤;如果下煤層為軟煤時(shí)，滲透的水卻會(huì)造成煤層進(jìn)一步的軟化，不利于下煤層的開采，

1.下煤層端面冒頂?shù)膯栴}及對(duì)策。冒頂主要有3種形式即：輕微冒落，滑坡式冒頂和大冒高形態(tài)，端面冒頂?shù)脑颍喉斆浩扑槭浅爸С袎毫?、頂板回轉(zhuǎn)和支架反復(fù)支撐共同作用的結(jié)果，煤層一般經(jīng)過完整區(qū)、破碎發(fā)展區(qū)、裂隙發(fā)育區(qū)和垮落破碎區(qū)4個(gè)階段。頂煤破碎、層節(jié)理的發(fā)育和頂煤在煤壁上方就已進(jìn)入垮落破碎區(qū)，這是引起端面冒頂?shù)膬?nèi)在因素。支架在前移和支架初撐力較小時(shí)，造成頂煤離層，使冒頂向更高更大范圍發(fā)展。支撐壓力和頂板回轉(zhuǎn)的作用會(huì)使上位頂煤中周期性地出現(xiàn)拉斷破壞區(qū)，在此斷面上與放頂煤中的剪切滑移區(qū)相溝通是大范圍冒頂?shù)闹饕?。通過對(duì)冒頂原因的分析，宜采取相應(yīng)的措施，如：（1）選擇合適的綜采支架。（2）控制合理的空頂距，提高端面頂煤的穩(wěn)定性，可以縮小端面空頂距。（3）加固煤幫、頂煤等措施。為改善支架工況必須首先消除和減小頂梁上端的浮煤。

2.下煤層的片幫問題及對(duì)策。煤壁產(chǎn)生片幫的機(jī)理：煤層平行于工作面的節(jié)理裂隙較發(fā)育，工作面機(jī)采高度大，而支架又無護(hù)幫裝置，支架初撐力偏低且采用降載移架使煤壁承受較大壓力;采煤工藝的影響，如采煤機(jī)牽引速度與滾筒轉(zhuǎn)速不相適應(yīng)，采煤機(jī)對(duì)前方的煤壁產(chǎn)生較大的擠壓作用力，這些因素極易誘發(fā)片幫。煤壁片幫的主要形式：一是倒墻式片幫，煤壁上下部片幫深度相等，主要是平行于煤壁的節(jié)理及采動(dòng)影響和支承壓力共同作用的結(jié)果。二是滑落式片幫，煤壁上部沿斜面滑下在端面處形成較大的空頂面積，主要是因降壓移架時(shí)煤壁承受壓力增大引發(fā).（1）確定合理的底層采高，采高過大，必然造成煤壁的高度增大。（2）對(duì)綜采面頂板的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（3）采煤機(jī)割煤時(shí)盡量割平頂板并及時(shí)清理支架頂梁上的浮煤。（4）保持支架良好的工作狀態(tài)。（5）在工作面頂板破碎較嚴(yán)重的地段，采用錨桿固化上方的頂煤，以提高頂煤的完整性。

3.采空區(qū)中積聚的瓦斯問題及其對(duì)策。采空區(qū)中積聚的瓦斯及其下煤層開采在采空區(qū)積聚的瓦斯，會(huì)造成火災(zāi)隱患。應(yīng)根據(jù)煤的自然發(fā)火期的時(shí)間及其自燃性來確定相應(yīng)的措施，宜采取的措施如下：（1）封堵漏風(fēng)通道。（2）預(yù)防性黃泥灌漿。漿液進(jìn)入采空區(qū)，漿體沉淀后在采空區(qū)形成斷絕漏風(fēng)的隔離帶，同時(shí)增加了浮煤的水分，可降低煤體的溫度，抑制煤體氧化的繼續(xù)發(fā)展。（3）加快回采速度，使氧化帶在最短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為窒息帶。

結(jié)束語(yǔ)

總之，采空區(qū)底部極密煤層開采是可能的，但針對(duì)不同的問題必須采取相應(yīng)的措施。通過研究、理論計(jì)算、數(shù)值模擬和物理模擬，可以確定上煤層的破壞深度。端面崩落主要通過選擇支架型式和控制空頂距來實(shí)現(xiàn)。控制面板是首先確定合理的底采高度。頂煤破碎工作面宜采用錨桿養(yǎng)護(hù)。為防止采空區(qū)水的隱患，可采用超前鉆孔排水法。消除采空區(qū)瓦斯積聚主要通過通風(fēng)、注漿和防止煤自燃來實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王崗.復(fù)雜難采煤層的開采.2017.

[2]劉曉華.淺談采空區(qū)下極近距離煤層開采的問題與對(duì)策.2017.