梁一鵬

（山西焦煤汾西礦業(yè)宜興煤業(yè)綜采隊，山西 孝義 032300）

1 工作面概況

宜興煤礦1203工作面位于-1100水平前組一釆區(qū)，埋深880～970m。工作面走向長2100m，傾斜長150m，由西向東推采。當(dāng)前主采為4#層煤層，厚度為3.5～8.3m，平均厚6.4m，煤層傾角30～35°，直接頂為2.5～9m粉細(xì)砂巖，基本頂總厚度為78m，直接底為4.4m厚的中砂巖。1203工作面上下順槽標(biāo)高分別為-750m、-840m。較高的原巖應(yīng)力將給工作面機(jī)道及上下順槽管理帶來困難。

工作面采用走向長壁綜采放頂煤采煤法開采，割煤高度2.4m，放煤高度4.0m，采放比為l:1.67。采煤機(jī)采用端頭斜切進(jìn)刀方式，下行割煤，上行裝煤，截深0.6m。液壓支架及時移架護(hù)頂，由下往上隨機(jī)順序帶壓擦頂移架，臨架操作。放煤步距為1.2m，從下往上分段雙輪順序放煤，分段距離30m。

回采工藝流程：上端頭斜切進(jìn)刀→下行割煤→移架→放頂煤→拉后部輸送機(jī)→上行清浮煤→自下而上推前部輸送機(jī)→推前部輸送機(jī)尾→上端頭斜切進(jìn)刀。

2 采煤面臨的難題

（1）1203工作面煤層傾角達(dá)30～35°，這對開采設(shè)備和支架穩(wěn)定性都有相應(yīng)的影響，傾角越大重力分力也就越大，同時導(dǎo)致開采設(shè)備的下滑力也越大。因此，該工作面開采設(shè)備包括運輸機(jī)、液壓支架都有很強(qiáng)的下滑趨勢，同時也降低了液壓支架的穩(wěn)定性，容易發(fā)生倒架、咬架現(xiàn)象。針對該工作面必須解決大傾角所產(chǎn)生的支架穩(wěn)定性問題。

（2）沖擊地壓對1203工作面的影響分析。沖擊地壓對工作面支護(hù)體的破壞一般由沖擊載荷引起?，F(xiàn)場情況表明該礦4#煤層相應(yīng)工作面沖擊地壓發(fā)生后產(chǎn)生兩個方向的沖擊載荷：第一，沖擊載荷沿煤層頂、底板的垂直方向前進(jìn)從而破壞液壓支架，造成支架的損壞；第二，沖擊載荷沿煤層走向的水平方向前進(jìn)，促使煤體向采空區(qū)突出，同時損壞液壓支架結(jié)構(gòu)件的連接效果。

（3）通過4#煤層以往工作面分析，工作面都有頂板水，甚至還有富水區(qū)，因此必須考慮到頂板水給1203工作面開采帶來的問題。1203工作面為綜采放頂煤一次采全高，分析發(fā)現(xiàn)上覆巖層裂隙高度會有明顯增加，導(dǎo)水高度的增加會導(dǎo)致涌水量的增加，因此頂板水將在控頂區(qū)內(nèi)通過頂煤進(jìn)入工作面，導(dǎo)致掉頂、片幫現(xiàn)象的發(fā)生。同時頂板水的滴落會造成液壓支架底座不穩(wěn)，增大開采設(shè)備的下滑趨勢，增加開采設(shè)備的維修困難，增加下順槽轉(zhuǎn)載機(jī)的前移困難。

3 安全開采綜合技術(shù)的實踐

3.1 設(shè)備的防倒防滑

針對1203工作面傾角30～35°，容易發(fā)生倒架和設(shè)備下滑的情況，在割煤過程中，特制定如下安全技術(shù)措施。

（1）從機(jī)頭往機(jī)尾方向拉架時，首先把機(jī)頭支架拉出并升起、升緊，達(dá)到240bar以上，邊拉架邊調(diào)架，即拉出升架時，先應(yīng)升出側(cè)護(hù)板使本架向機(jī)尾方向傾斜，再升緊支架，依次類推。

（2）從機(jī)尾往機(jī)頭方向拉架時，先把第四臺支架拉出升緊，達(dá)到240bar以上，然后拉出第三臺支架，升起但不能接頂，升出側(cè)護(hù)板使本架向機(jī)尾方向傾斜，依次類推進(jìn)行操作。

（3）利用單體扶倒架時，作業(yè)人員應(yīng)防止單體滑落傷人，給液時采取遠(yuǎn)方控制，應(yīng)緩慢升柱，小心單體飛出。

（4）機(jī)頭端頭支架必須用防倒油缸相連，防倒裝置必須設(shè)置齊全，完好無損。當(dāng)端頭支架向機(jī)頭方向倒架時，先升緊第二臺支架，稍降第一臺支架，用防倒油缸扶正第一臺支架。

（5）將偽傾角控制在在5～8°的范圍之內(nèi)，可以分解支架的下滑力，起到緩解下滑趨勢的作用。

3.2 頂板水治理

該工作面采動所產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶均達(dá)到頂板含水層，頂板水在采動的影響下頻繁涌出，嚴(yán)重影響到該工作面的安全生產(chǎn)。經(jīng)過認(rèn)真的分析和調(diào)查研究，該工作面制定了以“疏”為主的治理方案，采取在頂板富水區(qū)施工頂板疏水巷，并輔助打頂板鉆孔疏放頂板水的方式。為了確定頂板疏水巷的位置，進(jìn)一步查明頂板水重點富水區(qū)是技術(shù)的關(guān)鍵點。

2015年9月26日，在1203上副巷進(jìn)行了電法物探，初步探出窩頭前方煤層頂板內(nèi)有4個含水裂隙帶，分別位于窩頭前方11.5～15.5m、19.5～23.5m、31.5～33.5m、42.5～45.5m 處。決定施工兩條頂板疏水巷。1號頂板疏水巷，其工程量為60m，巖巷段斷面為2.25×2.50m，采用錨噴網(wǎng)支護(hù)，局部破碎地段加鋼帶，噴層厚度100mm。煤層及其過渡段采用工字鋼對棚支護(hù)，棚距0.6m。為了防止底鼓及出水時沖毀巷道，巷底采用底角錨桿加反底拱進(jìn)行處理，并噴混凝土100mm，棚腳噴混凝土0.5m高。該巷于9月26日掘進(jìn)到煤層頂板時，出水量達(dá)50m3/h。

后期施工了2號頂板疏水巷，其工程量為170m。該巷開口于1222下副巷沿頂處，巷頂先用金屬網(wǎng)、錨桿支護(hù)，然后再用工字鋼支護(hù)，巷底仍然采用底角錨桿加反底拱進(jìn)行處理，并噴混凝土l00mm，棚腳噴混凝土0.5m高。掘進(jìn)時，跟頭鋪設(shè)鐵皮水槽，凡是出水段及時用花鋼管將水集中導(dǎo)出。掘進(jìn)到位時，出水量達(dá)到50m3/h，施工疏水鉆孔后，總涌水量達(dá)到100m3/h。

1203工作面采煤后，頂板涌水量達(dá)到30m3/h。由于該面為傾斜開采，煤層較薄，頂板水沿煤壁流出，造成片幫冒頂，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。為了改變這種困難局面，在皮帶巷每隔80m施工一個鉆場，呈扇形打5個疏水鉆孔，孔深100～130m，打鉆后，提前疏放出一部分頂板水。同時加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，單體柱下站道木，煤壁及時用荊笆護(hù)好，工作面上下副巷鋪設(shè)好水槽排水，從而確保了該工作面的正常生產(chǎn)。

3.3 沖擊地壓防治

（1）開采解放層。開采解放層是解決沖擊礦壓的根本，針對1203工作面設(shè)計了相應(yīng)的開采解放層方案。該礦6#煤層位于4#號煤層40m之下，煤層厚度平均1.05m，為弱沖擊煤層。因此在6#煤層布置1609、1610兩個工作面為解放層，先期進(jìn)行開采。1203工作面切眼和停采線均位于1609、1610切眼以里20m，保證1203工作面的保護(hù)范圍。

（2）采煤工藝緩解煤體應(yīng)力集中程度。采煤工藝的設(shè)計使得推釆期間頂煤提前發(fā)生破壞，破壞后的煤體處于支架上方，可以起到塑性墊層的作用，能有效地緩沖頂板，降低沖擊地壓的破壞程度。開采實踐也證明了這一點。

（3）煤層注水。分析1203工作面煤層情況，其透水性較好，因此可以采用煤層注水的措施來對沖擊地壓進(jìn)行防治。具體方案：開采前在上下順槽對工作面煤體進(jìn)行了超前注水：開采前在上順槽進(jìn)行注水，注水孔布置在下幫，孔距10m，孔深40m；開采前在下順槽進(jìn)行注水，注水孔布置在上幫，孔距20m，孔深80m。采用天津市天工工程機(jī)械公司生產(chǎn)3D2-SZ高壓注塞泵高壓注水，注水壓力6～10MPa。增加含水量在4%左右，使煤體均勻濕潤。

（4）綜合監(jiān)測預(yù)報措施。監(jiān)測預(yù)警當(dāng)前沖擊地壓防治中比較薄弱的環(huán)節(jié)，針對在監(jiān)測預(yù)警效果不佳時，該工作面就采取了沖擊地壓綜合監(jiān)測預(yù)報措施。在1203工作面上下順槽利用電磁輻射監(jiān)測、應(yīng)力在線監(jiān)測、微震監(jiān)測、頂板動態(tài)觀測等監(jiān)測辦法來對沖擊地壓的情況進(jìn)行實時的監(jiān)測預(yù)報，從而可以全方位地了解和掌握沖擊危險。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明煤體應(yīng)力上升明顯時就需要及時地采取相應(yīng)的卸壓措施。

4 效果

宜興煤礦1203綜放工作面開采條件復(fù)雜，受大傾角、頂板水、沖擊地壓等影響較大，在綜合分析相應(yīng)問題后，有針對性地采用了安全開采綜合技術(shù)，保證了井下的安全開采。實踐應(yīng)用效果表明，安全開采綜合技術(shù)有力地保障了宜興煤礦1203工作面的開采，當(dāng)前共安全采出煤炭1432萬t。該開采技術(shù)可以為同類型煤礦的安全開采提供借鑒。