王 爭(zhēng)
(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司,山西 大同 037001)
截至2016年3月,大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司14-2層412盤區(qū)整個(gè)采區(qū)正規(guī)綜采工作面已回采結(jié)束,2016年3月至10月對(duì)采區(qū)內(nèi)邊角煤柱進(jìn)行回收。由于412盤區(qū)開(kāi)采年限長(zhǎng),受當(dāng)時(shí)開(kāi)采技術(shù)水平及機(jī)械化水平限制,盤區(qū)內(nèi)多數(shù)工作面采用倉(cāng)房式開(kāi)采,工作面煤柱回收率低且煤層破壞嚴(yán)重。14-2層412盤區(qū)81203-1工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為80m,傾向長(zhǎng)度為320m,煤層傾角為17~19°,平均18°,煤層平均厚度為3.0m。該工作面于上世紀(jì)90年代由小煤窯隊(duì)組采用倉(cāng)房式開(kāi)采,倉(cāng)房從運(yùn)輸順槽開(kāi)口并采用前進(jìn)式回采。目前81203-1工作面320m至180m段已回采完畢,從180m段至停采線已布置兩個(gè)倉(cāng)房并已回采,第一個(gè)倉(cāng)房工作面位于運(yùn)輸順槽120m處,倉(cāng)房斷面規(guī)格為:長(zhǎng)×寬×高=32×5×3m;第二個(gè)倉(cāng)房工作面位于運(yùn)輸順槽60m處,倉(cāng)房斷面規(guī)格為:長(zhǎng)×寬×高=49×11×3m,如圖1所示。為提高邊角煤柱回收效率,根據(jù)雁崖煤業(yè)公司生產(chǎn)技術(shù)科提供設(shè)計(jì),在81203-1工作面180m處布置切巷采用綜合機(jī)械化采煤工藝對(duì)其進(jìn)行回采。
圖1 14-2層412盤區(qū)81203-1工作面布置示意圖
原81203-1工作面采用倉(cāng)房式回采后,工作面頂板未采取任何永久支護(hù)僅在工作面內(nèi)支設(shè)了幾排單體住,倉(cāng)房工作面入口施工兩道密閉,由于第一倉(cāng)房、第二倉(cāng)房密閉時(shí)間長(zhǎng),預(yù)計(jì)倉(cāng)房?jī)?nèi)頂板及煤壁可能存在垮落現(xiàn)象,為保證回采安全必須對(duì)兩倉(cāng)房采取有效的支護(hù)措施及回采方法。
由于兩倉(cāng)房口施工了兩道密閉,施工倉(cāng)房?jī)?nèi)支護(hù)前必須拆除密閉,為了保證拆除密閉及人員進(jìn)入倉(cāng)房?jī)?nèi)施工安全,必須對(duì)倉(cāng)房?jī)?nèi)有害氣體進(jìn)行排放,具體措施如下:
(1)首先對(duì)第一倉(cāng)房、第二倉(cāng)房施工兩條回風(fēng)繞道,為了減小巷道掘進(jìn)量,兩條回風(fēng)繞道從81203-1回風(fēng)順槽開(kāi)口并垂直倉(cāng)房底部施工,回風(fēng)繞道斷面規(guī)格為寬×高=2.5×2.5m,如圖1所示。
(2)當(dāng)回風(fēng)繞道與倉(cāng)房貫通后及時(shí)打開(kāi)倉(cāng)房密閉,利用自然通風(fēng)排除倉(cāng)房?jī)?nèi)有害氣體,在排放氣體時(shí)嚴(yán)禁81203-1回風(fēng)順槽下風(fēng)側(cè)行車、行人。
(3)在進(jìn)行倉(cāng)房?jī)?nèi)有害氣體排放期間,在回風(fēng)繞道口安裝瓦斯、一氧化碳等有害氣體監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行瓦斯有害氣體監(jiān)測(cè),待倉(cāng)房?jī)?nèi)有害氣體完全排除后方可繼續(xù)施工。
(1)倉(cāng)房?jī)?nèi)頂板采用錨桿、錨索、JW型鋼帶、圓木柱聯(lián)合支護(hù),為保證施工安全,倉(cāng)房?jī)?nèi)支護(hù)從外往里依次施工,頂板鋼帶采用長(zhǎng)度為4.8m寬度為0.28m“JW”型鋼帶,鋼帶沿倉(cāng)房平行布置且走向相鄰兩根鋼帶交錯(cuò)式布置,交錯(cuò)重疊距離為0.4m,鋼帶間距為1.0m,每根鋼帶配套5根單錨桿,錨桿長(zhǎng)度為2.5m,Φ22mm,錨桿間距為1.1m。
(2)頂板錨索采用長(zhǎng)度為5.3m,Φ21.6mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線,每根錨索配套一根長(zhǎng)度為0.6m工字鋼梁,鋼梁平行鋼帶布置,錨索間距為3m,在相鄰兩排鋼帶之間施工一排錨索,相鄰兩排錨索邁步式布置,如圖2所示。
(3)為了加強(qiáng)錨桿、錨索錨固端穩(wěn)定性,頂板錨桿、錨索采用快速和超快速加長(zhǎng)型樹(shù)脂錨固劑,每根錨桿配套兩只錨固劑,一支MSK23/80、一支MSKC23/80;每根錨索配套三支錨固劑,一支MSK23/80、兩支MSKC23/80。
(4)為了進(jìn)一步保證頂板安全穩(wěn)定,永久支護(hù)施工完后在倉(cāng)房?jī)?nèi)支設(shè)幾排圓木柱,圓木柱支設(shè)在相鄰兩排鋼帶之間,圓木柱長(zhǎng)度為3.0m,Φ300mm,由于倉(cāng)房?jī)A角為18°,為了確保圓木柱支設(shè)穩(wěn)固,在圓木柱支設(shè)前圓木柱支設(shè)地點(diǎn)采用洋鎬刨出深度為0.3m,Φ300mm坑然后將圓木柱放入,圓木柱與頂板不接頂處采用木楔背緊,所有圓木柱支設(shè)完后采用8#鐵絲進(jìn)行相互連接。
為了防止倉(cāng)房?jī)?nèi)煤壁片幫,同時(shí)便于采煤機(jī)割煤,經(jīng)研究決定對(duì)倉(cāng)房?jī)?nèi)煤壁施工玻璃鋼錨桿,并鋪設(shè)高強(qiáng)度塑性的塑料網(wǎng),玻璃鋼錨桿長(zhǎng)度為2.0m,Φ15.6mm,采用Φ300mm玻璃鋼墊片將錨桿與煤壁進(jìn)行預(yù)緊,煤壁共施工三排玻璃鋼錨桿且成邁步式布置,第一排錨桿距頂板0.5m,錨桿排距為1.0m,間距為1.0m。
圖2 14-2層412盤區(qū)81203-1工作面?zhèn)}房頂板永久支護(hù)平面示意圖
81203-1工作面受已采倉(cāng)房及煤層傾角影響,正?;夭蛇^(guò)程中采用將工作面“調(diào)斜”(尾比頭超前10m)的方式進(jìn)行回采,降低工作面?zhèn)蝺A角。移架過(guò)程中采用“分組間隔”移架,及時(shí)支護(hù)工作面頂板,保證端面距不得超過(guò)0.38m。過(guò)空倉(cāng)房時(shí)工作面調(diào)整尾比頭超前20m,逐步暴露空倉(cāng)房,加快工作面推進(jìn)速度,并提前在中切巷處進(jìn)行人工強(qiáng)制放頂,保證兩巷端頭懸頂面積小于5×10m2、采空區(qū)懸頂面積小于2×10m2;減小工作面及兩巷超前范圍內(nèi)頂板壓力。
大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司在回采14-2層412盤區(qū)81203-1工作面邊界煤柱時(shí),經(jīng)分析研究,決定對(duì)已采倉(cāng)房頂板及煤壁采取有效的支護(hù)措施,同時(shí)采取合理回采方法。實(shí)踐證明采取支護(hù)措施及正確回采方法后,避免了頂板垮落等事故發(fā)生,減少了可采煤層儲(chǔ)量大量丟失,使81203-1工作面多采原煤量1.55萬(wàn)t,增創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益558余萬(wàn)元,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)安全效益。