翟中超 ZHAI Zhong-chao
（河南能源化工集团焦煤公司中马村矿，焦作 454150）
（Zhingmacun Mine，Jiaozuo Coal Group of Henan Energy and Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Jiaozuo 454150，China）
摘要：目前正处于煤炭行业的寒潮时期，各地煤炭企业亏损严重。为了响应国家的安全生产方针，煤炭企业在该时期生产过程中安全方面更不敢出一丝的问题。由于综采工艺相比其他采煤工艺而言大大提高了施工人员的安全系数。所以，综采工艺往往是工作面回采的首选。河南能源化工集团焦煤公司中马村矿同样采用了综采工艺对211021工作面进行回采。211021综采工作面为顶层工作面，并且所采煤层煤质较软，初采初放期间遇到了三条断层。下面就211021综采工作面回采初期的技术管理进行简要的分析总结。
Abstract： Now， the coal industry is in a cold period， the loss of coal enterprises in various regions is serious. In order to respond the state policy of safety production， the coal enterprises can’t have any safety problems in production process during this period. Compared with other coal mining technologies， fully mechanized coal mining greatly improves the safety coefficient of construction personnel. So， fully mechanized coal mining often is the first selection of mining face. Zhingmacun Mine of Jiaozuo Coal Group of Henan Energy and Chemical Industry Group Co.， Ltd. uses fully mechanized coal mining to carry out the recovery of working face 211021. Working face 211021 is the top working face of fully mechanized， and the coal seam of it is softer. It meets 3 faultages in the initial mining and discharging. This paper will briefly analyze and summarize technology management in the preliminary stage of recovery of fully mechanized working face 211021.
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关键词 ： 软煤层；顶层工作面；回采初期；断层
Key words： soft coal seam；top working face；preliminary stage of recovery；faultage
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0139-03
作者简介：翟中超（1986-），男，河南新乡人，助理工程师，从事煤矿生产管理工作。
0 引言
近年来，随着煤矿井下机械化程度的不断提高，井下采煤工艺多采用综采工艺，逐渐淘汰了普采、炮采等采煤工艺，综采工艺相对于其它采煤工艺具有安全、高效等优点。但是综采采煤工艺受地质条件影响较大，而煤矿地质条件又具有复杂多变的特点。所以，如何才能在复杂多变的地质条件下采用综采工艺，并且能够充分发挥综采工艺的优点呢？文章以211021综采工作面为例浅要分析了在复杂地质条件下的综采工作回采初期的技术管理。
1 工作面概况
211021工作面位于211采区西翼上部，工作面北为211001工作面（未掘），南为21104工作面采空区，东临211辅助煤巷，西至211采区西边界。设计走向长度286m，倾斜长度平均102m，地质储量13.1万吨，可采储量12.4万t。工作面煤层厚薄不均，平均煤厚3.0m。煤层倾角平均15°。该工作面属于顶层工作面，煤质较软。工作面发育断层较多，其中距停采线230-260m范围内，连续发育三条断层211-39#（N26°W/SE∠50°，H=0.75m）、211-38#（N29°W/SW∠66°，H=0.6m）和211-35#（N35°W/NW∠70°，H=2.5-2.7m）并向工作面延伸，对工作面的回采造成一定的影响。211021工作面水文、瓦斯地质条件较为简单，正常涌水量：0.3m3/min，预计最大涌水量：0.45m3/min，绝对瓦斯涌出量为0.8-1.5m3/min。
2 工作面回采初期暴漏的问题
①211021综采工作面为顶层工作面，顶板岩性为砂岩，硬度较大，导致工作面自2015年3月18日8点班开始进行回采到3月20日8点班推进到2.4m时发现采空区悬顶，悬顶面积远远大于10m2。随着工作面的回采工作面老塘顶板塌落情况较差，直至工作面初采初放结束。
②工作面回采初期煤层厚度最厚超过4.0m，工作面采用ZF4400/17/34型支撑掩护式支架最大采高为3.4m，导致工作面回采期间底软，支架下陷，从而导致初撑力虽然能够满足支护要求，但是初撑力不是太大。由于底软支架下陷导致支架与刮板输送机位于不同的平面，工作面推移刮板输送机期间，刮板输送机上飘，降低了工作面采高。
③工作面回采期间在回风巷揭露三条断层，并且断层向工作面内延伸较长，工作面回采期间顶板突然下降，又升起，然后又下降，落差最小的为0.6m，并且过断层期间架前顶板破碎掉矸，多次造成架前空顶，对工作面的回采影响较大。
④截止到4月5日8点班，工作面回采21m后老顶初次来压，老塘顶板塌落情况良好。但是，由于工作面煤层较软和工作面过断层，工作面架前煤墙片帮严重并且顶板破碎掉矸，架前片帮最远超过1.5m，架前顶板破碎掉矸导致架前空顶最高超过1.3m，掉下的矸块最大的超过1.5m3，严重影响了工作面的正常回采。
3 针对工作面回采初期采取的针对性技术措施
3.1 初采初放技术措施
①区队成立初采、初放领导小组，初采、初放领导小组人员要坚持三班均有人在现场检查和指导，发现隐患立即处理。
②工作面初采前，要按作业规程规定打齐端头及超前支护。
③初采时，面内采高控制在2.8-3.0m以内，严禁支架超高回采。及时跟机移架（拉架距采煤机后滚筒不大于15m），移架后及时打开护帮板对煤墙进行维护，防止煤墙片帮。
④工作面架前拉设钢丝绳中线，固定在上、下端头液压支架上，推移刮板输送机、移架严格按中线作业，确保工作面煤壁直、刮板输送机直、架直。
⑤初采初放期间必须确保工作面内液压支架规格质量达标，初撑力不得低于24MPa。上下端头支柱初撑力≥90kN（11.4MPa)，超前支护支柱初撑力≥50kN（6.5MPa)。
⑥由于初采期间老塘顶板出现悬顶，决定每推进2.4m，安排专人在支架间及上下端头工钢棚档间用风钻在顶板垮落不好段切顶线处打一排挑顶眼对顶板进行爆破。挑顶眼深度2-3m，与水平夹角为65°-70°，眼距为1.5m。使用安全等级不低于3级的煤矿许用含水炸药，装药量为3-6卷每孔，封孔长度不小于1.0m（放炮员和当班班长可根据现场顶板塌落情况适当控制眼距及装药量，调整参数不大于原参数的20%）。
⑦爆破时应分段装药分段爆破，按照由下向上的顺序依次爆破，一次爆破眼数不能超过10个，装药炮眼必须一次起爆。
⑧爆破前应确保支架升紧初撑力达标，对爆破段前后15m风、水管线、电缆、机电设备等妥善维护，维护方法：选用废旧皮带等材料掩盖。爆破严格执行《煤矿安全规程》中爆破规定。
⑨强制放顶工作必须随工作面的推进坚持进行，直至工作面老塘顶板全部垮落严实符合相关规定，初次放顶方可结束。
⑩初采、初放期间顶板出现异常或大面积来压应立即撤出所有人员，待压力稳定后方可进入施工。
3.2 防止刮板输送机上飘技术措施
工作面回采期间推移刮板输送机时，首先维护好新巷煤墙，采用人工清挖的方式彻底清挖刮板输送机前浮煤，然后推移刮板输送机，采用人工清挖的方式彻底清挖支架架前及输送机下部的浮煤，清挖彻底后，收回刮板输送机，然后再推移刮板输送机。采取该措施后，确保了刮板输送机和支架位于同一个水平，防止刮板输送机出现上飘现象。
3.3 过断层专项技术措施
①随着工作面的回采，在工作面中部揭露211-39#断层，工作面顶板下降约0.75m，根据该断层产状可知该断层与工作面斜交，该断层在揭露后，断层面随着工作面回采逐渐向上延伸，过该断层期间采用断层下盘适当破底的方法确保了支架平缓过渡到断层上盘的顶板。
②工作面揭露211-39#断层约5m后，在工作面中部揭露211-38#断层，工作面顶板高起约0.6m，由于该断层同样与工作面斜交，断层面也随着工作面回采逐渐向上延伸，过该断层期间采用断层上盘适当破顶的方法，确保了支架平缓过渡到断层下盘的顶板。
③由于受211-39#和211-38#断层共同影响，预计在工作面上半部会出现两架支架错差较大，施工期间应在两架支架存在错差前后3架增加破顶高度或破底深度，确保了支架平缓过渡。
④工作面推过211-38#断层约10m后，在工作面上半部揭露211-35#断层，工作面顶板下降约2.5-2.7m，由于该断层与工作面斜交，断层面随着工作面回采逐渐向上延伸。由于该断层落差较大，所以在过完211-38#断层后提前适当破底在架顶褙木头的方法向前推进，支架下栽坡度为15°，确保支架在过211-35#断层时平缓过渡到上盘顶板。
⑤工作面过断层期间，断层位置相对采高控制在1.8-2.8m之间，严禁出现工作面采高过低或超高，影响工作面正常推进和安全。
⑥当采用断层上盘适当破顶的方法时，应及时调整上、下盘支架高低错差，破顶采用采煤机割顶通过。当采用断层下盘适当破底的方法时，应及时调整上、下盘支架高低错差并确保采煤机过机高度，破底采用采煤机割底通过。
⑦破底后，架顶煤质坚硬时采取托顶煤方法控制顶板，煤质松软时采用支架顶部褙木头接顶板方法控制顶板，即：采用Φ16cm×3.0m圆木，每两架架顶沿顺山架设一排，走向排距600mm，每架木梁以上使用1.2m道板层层交叉接顶。
⑧过断层段支架移架时要带压擦顶移架，支架要加强支护强度和规格质量，支架初撑力不低于24MPa，严禁出现咬架、高低错差，应保持良好的支护状态。上下端头抬棚下单体液压支柱初撑力不得低于90kN（11.4MPa），超前支护叉子棚下单体液压支柱初撑力不得低于50kN（6.4MPa）。
⑨顶板破碎段，及时移超前架，伸出伸缩梁、打开护帮板护顶，顶板掉矸片帮严重地点，采取在支架架前架设走向棚支护，使用Φ16cm×1.8m圆木配合2.5m单体液压柱支护，每架两棚，棚距0.75m，木梁深入架顶老巷端不低于0.5m，新巷端梁头栽单体液压柱扎角13°，使用荆片荆棍裱帮褙顶严实。
⑩过断层期间，顶板破碎，出现顶板淋水现象，该区队施工期间及时清挖水沟及泵仓，确保了顶板淋水及时排出。
?輥?輯?訛过断层期间要加强瓦斯管理，及时掌握断层附近的区域验证指标及空气中瓦斯的变化，如有异常，要立即汇报技术负责人并采取措施。
?輥?輰?訛根据断层的揭露和变化，要及时进行措施的补充，确保安全生产。
3.4 防架前煤墙片帮技术措施
①在煤墙施工注水孔，对工作面煤墙进行中压注水。注水孔布置在工作面内煤壁，距顶板1-1.5m的范围内（遇薄煤带时，要尽量施工在煤层中间），孔距6m，孔深8m，垂直于煤壁。打眼采用长度为1.0m的可对接的麻花钻杆，钻头为Φ42mm，钻具为风煤钻。将注水器和注水管连接好，插入注水孔，封孔深度不小于1.0m，打开截门开始注水，注水压力为8-10MPa。注水效果以煤壁渗水或水从相邻钻孔中流出为宜。煤壁未渗水和水未从相邻钻孔中流出，但当注水时间达到15min时，可停止注水。通过煤墙注水对煤墙片帮起到了较好的控制作用。
②受断层影响严重地点，工作面个别段架前仍然出现煤墙片帮，并且顶板破碎掉矸地点，采取割煤机割煤后，应及时打开护帮板维护片帮位置顶板，及时拉超前架，尽量缩短空顶面积和空顶时间，避免出现空顶作业。煤墙片帮段伸出伸缩梁端面距还大于340mm时，根据片帮的程度进行临时支护，临时支护采用Φ140-160mm×2.0m圆木、半圆木或1.2m木道板，配合单体液压支柱，一梁两柱架设走向棚支护顶板，分别在梁下距梁头300±100mm位置栽单体柱，棚距750mm，用旧皮带、荆片、荆棍裱帮、褙顶严实，严禁空帮、空顶作业。
4 效果
211021工作面的顺利回采，证明了无论地质条件多么复杂，通过采取一系列的针对性措施，复杂的地质条件都可以去克服，生产过程中实现以最小的投入，得到最大的回报。211021工作面初采期间遇到的各种复杂地质条件，通过采取主动和被动措施，初采期间顶板不垮落、煤墙片帮、加强顶板破碎掉矸、过组合断层、面内刮板输送机上飘等问题都得到了解决，管控效果较好。
5 结语
针对211021综采工作面回采初期所遇到的顶层工作面顶板不易垮落、遇到复杂的组合断层、煤层软导致架前煤墙片帮等复杂多变的地质条件，采取了强制放顶措施、过断层专项措施、架前扩帮维护、煤墙注水等针对性措施，211021工作面得以顺利回采。在复杂多变的地质条件下通过采取一系列的针对性措施，同样可以采用受地质条件影响较大的安全高效的施工工艺。通过211021综采工作面回采初期的技术管理，希望可以为其它类似条件工作面的回采管理提供借鉴。
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参考文献：
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