■俞 智 ■福建煤電股份有限公司永定分公司生技辦，福建 龍巖 364000

牛欄山煤礦目前主要可采煤層為 3#、7#、10#、15#、22#、23#、28#煤層，煤層厚度在0.38－0.80m，煤層傾角為，局部屬于急傾斜煤層開采。長期以來，礦井主要采用了以順槽斜坡短壁推采為主的采煤方法，因此，在順槽斜坡短壁推采采煤方法中，就如何做好極薄煤層工作面采空區(qū)頂板管理，保證回采過程中安全生產，成了礦井工程技術人員研究的課題。

1 回采巷道布置

煤層的準備巷道施工到礦井邊界或煤層壓薄帶后，在迎頭退出15－25m出來布置回采小眼，坡度均控制在22°左右。當煤層走向不長時，回采小眼采用“Z”字型布置，偽傾施工到上部采空區(qū);其它的回采小眼一般直接往石門方向偽傾施工到上風巷或上部采空區(qū)或隔水煤柱，再根據(jù)傾向上一次的采高來布置分斜坡眼開口的間距，逐條從上往下布置施工回采。

2 開采存在的不安全因素

開采過程中，急薄煤層從開采技術、安全方面都具有獨自的特點，主要表現(xiàn)在以下幾點:

2.1 采空區(qū)竄矸

頂、底板作用力主要表現(xiàn)為對煤層側壓，垂直作用力分布相對較小，在頂?shù)装骞芾砩?，上一道分斜坡回采后，冒落的矸石覆蓋在下一道煤層上，回采下一道時，矸石容易竄入工作面，不但影響了煤的含矸率，而且容易造成傷人。

2.2 頂煤突出和掛頂煤

頂煤突出即指的是放頂后出現(xiàn)不規(guī)則的突出表面;掛頂煤指爆破后無法按要求預計的爆破高度進行爆破的。在炮眼布置深度控制不好時，裝藥爆破不合理時，容易出現(xiàn)煤柱表面不規(guī)則及掛頂煤出現(xiàn)，在工作面煤出完后，突出的頂煤會隨采動再次垮落，而掛頂煤沒辦法進行二次爆破回采，工人在存在僥幸心理時，偷偷進入采空區(qū)扒煤或作業(yè)，不利于安全管理。

2.3 其它不安因素

(1)影響操作安全。煤采完后，采空區(qū)采用自然垮落法，人員禁止進入采空區(qū)進行出煤，迎頭采取設置防護柱后，人員出煤站在防護柱外小眼迎頭內，與采空區(qū)間距只有1－3m，特別在急傾斜薄煤層開采中受煤層厚度影響，操作空間更小，有限的空間容易影響人的安全操作。

(2)塊煤易沖入工作面。煤層開采均采用了單排眼或雙排眼進行布置炮眼，通過一次性放全高進行采煤，采下的煤靠自重下滑，雖簡化了工作面的裝運工作，但在出煤過程中，特別在處理塊煤時，會存在塊煤沖出，在防護柱設不到位時，容易砸人和沖倒支架、影響安全。

3 問題的提出及管理對策

根據(jù)炮采不安全因素，工作面主要解決的是:留設煤柱時減少頂煤的突出及掛頂煤的出現(xiàn);無煤柱留設時采空區(qū)矸石的隔離工作及作業(yè)過程中的自身防護工作。針對留設煤柱時減少頂煤的突出及掛頂煤出現(xiàn)，采取對留設的煤柱進行光面爆破;針對無留設煤柱采空區(qū)防竄矸時，采用制設堅固的人工假頂達到防竄矸工作及作業(yè)過程架設竄矸(塊煤)的防護柱。

3.1 煤柱光面爆破做法

對爆破主體煤層，根據(jù)煤層采高分幾個層面進行布眼，使孔底落在同一個平面上;裝藥時，采用不同段雷管控制時間差分次爆破，利用第一次爆破后形成的新自由面來控制需留設煤柱爆破效果，主要是改變炸藥爆炸的最小抵抗線，使煤第二次爆破煤層沿下方拋落，形成表面光滑，減少了頂煤突出，按預計的高度進行爆破，防止掛頂煤出現(xiàn)。

3.2 架設防護柱要點

在緩傾煤層開采中采用斜坡短壁推采或正規(guī)長壁推采，人員作業(yè)時位于煤壁的后方，控頂距一般在3到4m，操作空間大，利于人員躲避煤壁片邦、采面出煤中塊煤垮滾落傷人及退路暢通等;而在開采急傾斜煤層中，采用斜坡中深孔采煤，作業(yè)過程中，人員操作只能位于煤壁下方，由于采空區(qū)采用了全部垮落法，無法進行控頂管理，人員活動的前后空間只能是迎頭2到3m的小眼長度，而左右空間受到煤層厚度、小眼寬度影響，人員容易受到煤壁片邦、特別是出煤過程中塊煤滾落沖入小眼，砸傷人員，堵塞退路等。

(1)全煤架棚的小眼斷面的高度一般為1.8m，寬度為2.0m到2.2m，架柱小眼斷面寬以煤厚為準，高度為小眼的采高。

(2)搭設防護柱材料應根據(jù)小眼斷面選擇四到六根，長度為2.0m的坑木直徑不小于14cm的直圓木。

(3)設置防護柱時，先把迎頭設置地點的支架(柱)采用橫撐、馬鉤釘?shù)燃庸毯茫乐钩雒夯蚍排跁r，直接把防護柱沖倒。

(4)架設防護柱采用高于小眼底0.5m處橫放二到三根柱子，出煤側并排豎放2根柱子，高度、寬度視小眼斷面而定，扒煤口的斷面為小眼斷面三分之一。

4 應注意事項

4.1 煤柱光面爆破

(1)根據(jù)回采高度，必須計算出兩條分斜坡眼開口的位置，在施工時，坡度必須取相同的值;(2)每層炮眼深度必須一致，孔底必須落在同一面上，使留設的煤柱厚度均勻、準確;(3)控制好裝藥量，采取使用雷管不同段號且爆破時間微差較大的雷管，原則上段數(shù)差越大越好。

4.2 制設人工假頂

(1)制設人工假頂時，應根據(jù)不同的采煤工作面實際開采技術條件選擇合理的技術參數(shù);(2)一般只適用于煤厚在2.0m以下、頂板中等穩(wěn)定的急傾斜煤層。當煤厚超過2.0m以上時底架設梁柱易出現(xiàn)拆柱，效果不太理想，此外煤層頂極為破碎、隨爆隨落時也不適用;(3)為加強底梁柱的支撐強度，減少底梁柱的斷柱及掉柱或上采空冒落后直接沖擊底梁現(xiàn)象，在架設底梁上約0.5m位置同時架設密柱或叢柱。同時，加強三角帶的支護管理。

4.3 架設防護柱

(1)工作面在放炮前，必須先把防護柱架設好，根據(jù)爆落高度、小眼施工的傾角可以在迎頭段增設二到三道防護柱;(2)防護柱必須要用鐵線綁緊，防止被沖倒，增設防護柱后，人員出煤必須站在防護柱的一側;(3)出煤時，作業(yè)人員必須經(jīng)常檢查防護柱的牢固程度，并使用長柄三角扒作業(yè)，人員嚴禁進入防護以內的采空區(qū)作業(yè)。

5 結語

通過礦井在傾(急傾)斜煤層開采過程中的不斷試驗與應用，采用煤柱留設時光面爆破后，可以對減少爆破后對煤柱破壞、頂煤突出和掛頂煤的出現(xiàn)，解決了出煤過程中塊煤垮落和工人進入采空區(qū)扒煤的現(xiàn)象;在采用竹籬笆隔離采空區(qū)進行防竄矸時，不僅有利提高煤層的回收率，減少煤層的含矸率;出煤過程中，迎頭堅持使用防護柱，有利于防止矸石或塊煤沖出傷人、堵塞小眼造成關人等事故，在安全生產方面起得了很大成效。

［1］徐永圻.煤礦開采學.中國礦業(yè)大學出版社，2008.