白曉華

（潞安環(huán)能股份公司常村煤礦，山西 長(zhǎng)治 046200）

1 常村煤礦S5-23工作面概況

常村煤礦S5-23工作面地面位置位于水東村東南方，崗頭村西南方，宋莊村東北方。地面標(biāo)高+902.3～+932.6 m，煤層底板標(biāo)高+445.0～+464.5 m。S5-23工作面東接S5-22工作面，該工作面地面存在1處高壓線塔，采動(dòng)后可能會(huì)造成塔體傾斜、沉降，S5-23工作面可采長(zhǎng)度866.8 m，傾斜長(zhǎng)310 m，斜面積274 908 m2；探測(cè)平均煤厚5.9 m，采高3.2 m±0.1 m，煤體容重1.4 t/m3，循環(huán)進(jìn)度0.8 m。

2 采煤方法及其工藝流程

2.1 工作面巷道布置及支護(hù)

該工作面可采長(zhǎng)度866.8 m，傾斜長(zhǎng)310 m，工作面回采沿走向后退式回采。工作面由南向北布置皮順、抽采巷、軌順三條巷道，其中S5-23工作面皮順長(zhǎng)度為1 025 m。

S5-23工作面軌順巷道斷面呈矩形，巷道平均寬4.8 m，平均高3.5 m，平均斷面16.8 m2；頂板采用預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿+雙鋼筋托梁+金屬經(jīng)緯網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)，幫采用預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿+W鋼護(hù)板+金屬經(jīng)緯網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

S5-23工作面抽采巷呈矩形，巷道平均寬3.5 m，平均高2.8 m，平均斷面9.8 m2，頂板采用高強(qiáng)錨桿+雙鋼筋托梁+金屬經(jīng)緯網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)，幫采用高強(qiáng)錨桿+W鋼護(hù)板+金屬經(jīng)緯網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。

2.2 采煤形式

通常在該工作面選用如下幾個(gè)形式比如：走向長(zhǎng)壁后退式、低位放頂煤、全部垮落的綜合機(jī)械化采煤。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)該工作面采高達(dá)到3.2±0.1 m，循環(huán)進(jìn)尺0.8 m，循環(huán)產(chǎn)量1 934.23 t；日推進(jìn)3.2 m，日產(chǎn)量7 736.92 t。

2.2.1 循環(huán)工藝

可以使用端部切割三角煤的形式進(jìn)行斜切進(jìn)刀。

采煤工序：割煤、裝運(yùn)煤、移架、推前溜、放頂煤、拖后溜。

進(jìn)刀方法：采煤機(jī)下行，隨著輸送機(jī)的彎曲段逐漸切入新的煤壁，下（后）滾筒同時(shí)把上（前）滾筒留下的余煤割凈；直到上下（前后）滾筒完全切入煤壁，采煤機(jī)完全進(jìn)入輸送機(jī)直線段，順序推移出端頭輸送機(jī)；采煤機(jī)上下滾筒調(diào)換，采煤機(jī)上行割三角煤，直到順槽割透煤壁；再次調(diào)換上、下滾筒，返程進(jìn)行正常割煤；工作面下端進(jìn)刀，采用同樣步驟[1]。采煤工藝流程如圖1所示。

圖1 S5-23工作面采煤工藝流程圖

當(dāng)局部工作面出現(xiàn)頂板破碎的現(xiàn)象時(shí)，片幫達(dá)到循環(huán)進(jìn)度需要選用的采煤工序?yàn)橥虾罅铩⒁萍?、割煤、裝運(yùn)煤、推前溜、放頂煤。

2.2.2 回采工藝

2.2.2.1 割煤

所選用的額滾筒機(jī)直徑達(dá)到2 m，其有效地截割深度可以達(dá)到0.8 m，具體割煤過(guò)程注意事項(xiàng)如下：

1）在進(jìn)行割煤的過(guò)程中，不能留有低煤，進(jìn)而能夠保證采高在3.2 m±0.1 m的范圍內(nèi)，當(dāng)完成割煤后必須保證煤墻形成一條直線。工作面距兩端頭15架范圍內(nèi)逐漸調(diào)整采高與巷道隨齊。

2）采煤機(jī)在工作的過(guò)程中必須保證牽引速度的均勻性，不能出現(xiàn)過(guò)載的現(xiàn)象。

3）采煤機(jī)司機(jī)必須時(shí)刻注意底板情況，調(diào)整工作面采高。

4）當(dāng)處于仰斜開(kāi)采的狀態(tài)時(shí)，司機(jī)必須依據(jù)底板的實(shí)際來(lái)調(diào)整采高，從而可以有效地防止采高過(guò)低導(dǎo)致采煤機(jī)不能正常通過(guò)，與此同時(shí)還需要設(shè)置片幫板，從而可以有效地防止煤墻片幫。

5）當(dāng)處于俯斜開(kāi)采的狀態(tài)時(shí)，司機(jī)必須依據(jù)底板的實(shí)際來(lái)調(diào)整采高，這樣能夠有效地防止因采高過(guò)高，出現(xiàn)冒頂事故。

2.2.2.2 裝煤

裝煤過(guò)程中借助螺旋葉片將煤裝進(jìn)去，經(jīng)過(guò)推溜后遺留在底板上的煤，工作人員可以借助鐵鍬將其裝入前溜。

2.2.2.3 移架

割煤后先移架管理頂板，后推溜。

2.2.2.4 推溜

當(dāng)出現(xiàn)滯后采煤機(jī)滾筒20 m的位置時(shí)，可以實(shí)施推溜。其中推溜必須滿足如下幾個(gè)方面的要求：

1）在大遛彎區(qū)域大于18 m，不能使用單個(gè)千斤頂進(jìn)行單次頂足，可以選用相鄰的千斤頂進(jìn)行交互前移。

2）推溜后，必須保證大溜成形成一條直線，相應(yīng)的工作面50 m拉線誤差大于±50 mm。

3）大溜橫向起伏傾斜度不得超過(guò)3°，水平彎曲度不大于±1°。

2.2.2.5 放頂煤

該工作面采用一刀一放，多輪順序不等量的作業(yè)方式。初采時(shí)切眼垮落前不放頂煤。初采推出切眼，尾梁上落煤壓實(shí)后開(kāi)始放煤，且放煤不宜過(guò)多，防止后方空洞，待切眼完全垮落后可逐步調(diào)整放煤量,待頂煤全部壓在尾梁上時(shí)，方可正常放煤，放煤步距0.8 m。放煤做到架架見(jiàn)矸即止。

3 頂板控制管理

3.1 工作面頂板管理

該工作面采用ZF7000/19.5/38型普通液壓支架202組和ZPG7500/22/36型排頭（尾）架6組（排頭架3組、排尾架3組），一組排頭副架支護(hù)頂板。

該工作面直接頂、老頂均為易垮落巖層，預(yù)計(jì)頂板能在回采后自行垮落。但是在初采期間必須加強(qiáng)支護(hù)管理和頂板來(lái)壓規(guī)律的觀測(cè)，收集整理好相關(guān)資料；初采前，退掉切眼頂部錨索和剪開(kāi)頂網(wǎng)，退掉端頭頂部所有錨桿絲，同時(shí)退掉端頭區(qū)域錨索。初采時(shí)，采取“兩個(gè)機(jī)尾、一個(gè)機(jī)頭”或“多個(gè)機(jī)尾，一個(gè)（兩個(gè)）機(jī)頭”的多推機(jī)尾的方法使后半部煤頂先垮落。初采10 m頂煤垮落前（過(guò)切眼）不放頂煤。過(guò)切眼后逐步調(diào)整放煤量，待直接頂垮落頂煤全部壓在尾梁上時(shí)，方可正常放煤；回采期間要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)頂板管理，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)向安全、生產(chǎn)、調(diào)度等科室匯報(bào)。以便采取相應(yīng)措施，確保安全生產(chǎn)。

3.2 強(qiáng)制放頂措施

3.2.1 初采10 m后，若工作面煤頂未及時(shí)垮落采取的措施

1）對(duì)煤頂未垮落對(duì)應(yīng)支架進(jìn)行抖動(dòng)操作，反復(fù)對(duì)支架進(jìn)行落尾梁→升尾梁、落后柱→升后柱等操作，以促使頂煤垮落。

2）采取以上措施不能對(duì)頂板進(jìn)行有效放頂時(shí)，對(duì)煤頂未垮落對(duì)應(yīng)支架架間隙頂板進(jìn)行放松動(dòng)炮作業(yè)。（進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)編制專項(xiàng)安全技術(shù)措施）

3）在煤頂未垮落對(duì)應(yīng)支架架間隙頂梁與掩護(hù)梁交叉點(diǎn)處，每架布置一個(gè)炮眼，炮眼深度為6 m，打眼角度朝老塘方向與水平夾角60°。

4）打眼采用7655型風(fēng)鉆，Φ42 mm鉆頭，每個(gè)炮眼裝藥量為3卷，最多同時(shí)起爆10個(gè)炮眼。

3.2.2 初采10 m后，若工作面兩老塘未及時(shí)垮落采取的措施

1）退掉排頭（尾）架外幫至巷道外幫段頂部所有錨索及錨桿絲，同時(shí)退掉巷道外幫頂部2根錨桿絲，退錨區(qū)域?yàn)榕蓬^（尾）架前柱至切頂線范圍。

2）在巷道有支護(hù)的區(qū)域打設(shè)切頂眼。（進(jìn)行切頂眼作業(yè)時(shí)編制專項(xiàng)安全技術(shù)措施）

3）在巷道頂板切頂線處由里向外垂直頂板打設(shè)切頂眼，切頂眼間距200 mm，排距200 mm，深度為頂煤厚度。

3.2.3 放頂作業(yè)流程

排頭尾支架進(jìn)行抖動(dòng)操作，反復(fù)對(duì)支架進(jìn)行落尾梁→升尾梁、落后柱→升后柱等操作，以促使頂煤垮落。

4 安全技術(shù)措施

4.1 防治水措施

4.1.1 工作面來(lái)水的預(yù)警管理

在進(jìn)行回采的過(guò)程中，設(shè)置的每個(gè)班組都必須對(duì)工作面來(lái)水情況進(jìn)行檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)來(lái)水增加、在工作面與兩巷位置出現(xiàn)掛紅、空氣變冷、頂板淋水等情況時(shí)，巡檢工作人員必須向班組進(jìn)行匯報(bào)，最終由值班干部將該情況匯報(bào)給調(diào)度中心，再由礦調(diào)度中心判斷排水情況。假如出現(xiàn)來(lái)水過(guò)大的現(xiàn)象時(shí)，班組人員可以組織工作人員按照相應(yīng)的水災(zāi)撤退路線撤離。在進(jìn)行回采的過(guò)程中，工作人員必須注重地質(zhì)條件的變化情況，當(dāng)出現(xiàn)斷層以及陷落的煤柱時(shí)，必須向調(diào)度中心匯報(bào)，與此同時(shí)需要使用探放水的形式檢測(cè)，防止出現(xiàn)突水事故。

4.1.2 地表水的預(yù)警管理

S5-23工作面地表存在絳河水體，經(jīng)《S5-20、S5-23工作面絳河水體下綜放開(kāi)采可行性論證與技術(shù)方案》論證，地表河水不會(huì)通過(guò)地裂縫對(duì)井下工作面充水產(chǎn)生直接影響。但為防止地表水體進(jìn)入工作面，需加強(qiáng)地面水體河床裂隙觀測(cè)及水位觀測(cè)，并定期對(duì)采空區(qū)涌水進(jìn)行化探對(duì)比，如遇地表水體河床裂隙發(fā)育嚴(yán)重或水位下降明顯，則需引起足夠重視，及時(shí)警示隊(duì)組人員按照水災(zāi)避災(zāi)路線撤離。

4.2 火災(zāi)和瓦斯爆炸事故防治措施

4.2.1 火災(zāi)防治措施

加強(qiáng)電氣設(shè)備管理，消滅失爆現(xiàn)象；加強(qiáng)錯(cuò)機(jī)頭尾作業(yè)管理，從而可以有效地預(yù)防出現(xiàn)磨擦火花；工作人員必須加強(qiáng)設(shè)備管理，杜絕油脂跑、冒、滴、漏現(xiàn)象；加強(qiáng)油脂存放管理和廢舊棉紗管理；電氣設(shè)備和工具房按規(guī)定備足滅火器和砂箱，兩巷按照規(guī)定配齊消防管。另外，井下不得拆卸礦燈，人員不得穿化纖衣物或?qū)⒒w物品帶下井。

4.2.2 瓦斯爆炸事故防治措施

嚴(yán)格執(zhí)行以風(fēng)定產(chǎn)的生產(chǎn)原則，瓦斯超限嚴(yán)禁作業(yè)。局部體積大于0.5 m3、瓦斯?jié)舛冗_(dá)到2%時(shí)，附近20 m范圍內(nèi)必須停止作業(yè)、切斷電源，由瓦斯員向通風(fēng)專業(yè)值班進(jìn)行匯報(bào)，通風(fēng)專業(yè)值班人員安排瓦斯員監(jiān)護(hù)，由跟班隊(duì)干、班組長(zhǎng)組織人員用壓風(fēng)管吹散瓦斯。當(dāng)工作面風(fēng)流、電動(dòng)機(jī)或其開(kāi)關(guān)安設(shè)地點(diǎn)附近20 m以內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.5%或回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0%時(shí)，必須停止工作、斷電撤人至上風(fēng)側(cè)進(jìn)風(fēng)地點(diǎn)，并及時(shí)向通風(fēng)專業(yè)值班、礦生產(chǎn)調(diào)度指揮中心、安全監(jiān)察大隊(duì)、通風(fēng)調(diào)度、隊(duì)值班室匯報(bào)。

4.3 工作面片幫以及冒頂事故的預(yù)防措施

對(duì)支架進(jìn)行全面的檢修，有效地提高支護(hù)效果。不斷提高正規(guī)作業(yè)循環(huán)流程，可以有效地保證頂板作業(yè)，帶機(jī)頭發(fā)生錯(cuò)刀時(shí)，必須對(duì)三角區(qū)域進(jìn)行管理。

處理片幫寬、架前冒頂、漏頂安全技術(shù)措施：當(dāng)工作面出現(xiàn)煤墻片幫等時(shí)，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行超前移架，從而可以有效地控制漏頂以及冒頂事故。當(dāng)發(fā)生冒頂時(shí)，必須及時(shí)閉鎖大溜，從而可以防止壓溜現(xiàn)象。當(dāng)頂板穩(wěn)定之后，需要相關(guān)工作人員執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，進(jìn)而能夠保證后方作業(yè)的安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在常村煤礦S5-23綜放工作面開(kāi)采作業(yè)中，綜合應(yīng)用這些安全技術(shù)措施，有效保障了S5-23綜放工作面的安全高效開(kāi)采，不僅提高了開(kāi)采效率，而且更好地保障了S5-23綜放工作面的安全開(kāi)采。