单翼采区连续快速开采技术研究与应用.DOC

单翼采区连续快速开采技术研究与应用 段微亮 （冀中能源股份公司章村矿 河北 邢台 054103） 摘要文章介绍了在薄煤层条件下的单翼采区利用沿空留巷和下行撤架技术，解决了因区段少，跳采困难，工作面接替的难题，实现了单翼采区连续快速开采，并回收了大量的煤柱资源，取得了较好的社会效益和经济效益。 关键词煤柱；跳采；沿空留巷；下行撤架；连续开采 1、概况 章村矿4224采区走向长约1200米，倾向长约700米。主采2煤层，煤层厚度1.0～1.5米，平均1.3米，倾角5～15˚，平均11˚，属稳定薄煤层；伪顶厚度0.1～0.2米，炭质泥岩，直接顶厚度约8米，为泥质砂岩和细砂岩，顶板完整性好。采区采用单翼布置开采，从上至下共划分为2404、2406、2408和2410等4个工作面。 工作面采用综合机械化走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板，综采工作面三机配套综采液压支架型号为ZY3200/10/19，采煤机为MG2160/710-AWD型无链电牵引采煤机，刮板输送机为SGZ730/264型。 该采区区段少，仅4个可采区段，接替跳采困难，如按正常情况跳采布置，一是受邻面采动影响，掘进时间受制约，工作面很难实现正常接替，二是需留设小煤柱且掘进工程量大，三是受上侧采空区积水影响，施工条件复杂。为了较好的解决上述问题，应用连续开采技术实现两个相邻工作面连续接替，即自2404面向下至2410面四个工作面单翼布置条件下连续下行开采，并在生产过程中不断完善施工工艺和技术措施，使沿空留巷和下行撤架技术不断成熟。 2、连续快速开采技术研究与应用 2.1、沿空留巷技术 2404综采工作面是4224采区的首采面，上下顺槽均采用锚网支护，巷道规格长宽4.02.3m。首先在2404下巷（运输巷）进行沿空留巷，留成的巷道作为下一个2406工作面的运料巷， 之后2406工作面开采时仍然将下巷留巷，作为2408工作面的运料巷，依次类推，4224采区可实现自上而下依次连续开采。 2.1.1、沿空留巷矿压显现规律 在2404运输巷沿空留巷过程中，对巷道在一次采动影响下的矿压显现进行观测和分析，掌握了巷道的矿压显现规律。如沿空留巷两帮变形速度图及沿空留巷顶底变形速度图所示。 由以上结果可以看出，工作面至前方20米为超前动压上升区；沿空留巷后离煤壁越近的巷道变形速度越快，随着工作面的推进变形速度逐渐趋于零。巷道两帮的变形在超过煤壁145m后趋于稳定；巷道的顶底板变形量在距煤壁115m后基本趋于稳定。 2.1.2、沿空留巷技术的参数优化 在2404下巷留巷过程中，根据矿压观测和生产实际情况不断进行参数优化。 留巷下帮煤壁侧压力较大，下帮帮臌严重，从下帮无锚索到施工两排6.0米长帮锚索配合槽钢箍进行加固控制巷道变形，减少巷道维修量。 在2406工作面回采过程中，发现原来在上帮距巷道中心线0.2m和1.2m施工的两道顶锚索不能有效解决顶板离层带来的工作面上端头原巷道顶板和工作面顶板之间出现的错差，从而采取措施在下帮距巷道中心线0.7米处加打一道顶锚索；并且为平衡工作面超前支护段二次采动的矿压，采取了由20米超前支护改为40米，有效控制了工作面上端头处顶板离层。 为有效解决上帮采空区侧窜矸和老塘跨落的矸石压不好挡矸网片的问题，采取措施将网片长度从4.0米加长到5.0米，并在机头端头架前进行铺联网。 另外，为解决留巷内巷道底臌严重，影响正常运料、行人，留巷时除要保证巷道高度达到设计要求外，采取清挖水沟，潜水泵排水等有效措施进行治水减少底鼓量。 通过选择合适的支护方式，提高了所留巷道的围岩强度，保证了支护对巷道两帮及顶板的控制，达到了巷道稳定的效果。 2.1.3、沿空留巷技术的成熟工艺 通过2404工作面下巷留巷过程及2406工作面上巷受二次采动影响的矿压观测总结后，进行了沿空留巷参数优化，形成了以下成熟的沿空留巷工艺（如下沿空留巷断面示意图所示）。 首先从设计角度考虑，设计留巷断面宽度为4.5m，为巷道变形留出预变形量500mm。 超前工作面不少于25米，在巷道上帮距原巷道中心线0.2m和1.2m和下帮距原巷道中心线0.7m处补打三道锚索梁，锚索顺巷交替布置，间距2.4m，锚索梁为16槽钢制作；下帮在距顶板0.8m和1.5m处迈步交错打两道帮锚索，锚索间距1.0m。 在巷道上帮补打一排锚杆用梯子梁固定5.0米长双网片，网片铺至支架顶梁以便在老空侧档矸。 在综采工作面支架后方留巷段使用三道跑马梁加强支护，其中上帮第一排沿原巷道最上帮第一根锚杆布置，采用十字铰接顶梁、工字钢梁、 组合柱鞋配合单体支柱联合支护抵挡老空区侧压；其余两排分别布置在锚索梁下侧0.2米处，采用交接顶梁及单体支柱一梁两柱进行支护。 开始留巷后，工作面下巷溜子在开采过程中分段前移，够一部溜子长度后整体用绞车拖拽前移，并根据留巷长度铺设22KW溜子12部，用于整修出货；小溜子依次从留巷搭接到工作面下巷溜子上，形成留巷整修系统。根据沿空留巷矿压观测数据，滞后工作面130米开始卧底、维修施工，实现成巷；滞后工作面160米开始铺设轨道，为快速搬家打下基础。 2.2、下行撤架技术 在距工作面160米以外整修过后的留巷段进行提前铺设轨道，工作面停采后在拆除设备的时间空隙中安装卡轨车，并将最后一段留巷内轨道接通，然后自上而下拆除支架，通过留巷轨道直接运到下一个工作面切眼内，减少了工作面外围巷道的运输环节，实现工作面从上而下的邻面快速接替。 在上绳上网及搬家施工过程中，为防止支架出窝时窜矸，采取了加密托网钢丝绳密度，由原来的0.6改为0.4米一根，加大托顶力度，并在支架上方包括出架通道4米范围用单体配合1.5米长板梁进行临时支护；为防止支架在出架通道内下滑，使用两绞车前后同时牵引支架底座前后，两绳的松紧度要配合一致；为确保支架在工作面下口交岔点转向和装车的安全，在交叉点及端头支架停采处提前进行扩帮加打锚杆和加密锚索。在原有搬家安全技术措施基础上做以上改变增加了生产施工的安全系数，确保了生产的顺利进行。 3、结束语 目前4224采区已成功留成巷道共2000余米，留巷段完全满足生产需要。 沿空留巷的成功，不但减少了掘进工程量，避免了沿空送行所需10多月的滞后时间，实现了相邻工作面的接替，解决了24采区2煤层单翼开采跳采困难的被动局面，并增加煤柱资源回收量，采出沿空送巷时留设的区段煤柱， 同时，也避免了沿老空掘进探放老空水的工艺环节，提高了安全保障程度。 另外，综采工作面支架下行回撤工艺减少了支架运输环节，缩短了综采工作面搬家的时间。 沿空留巷和下行撤架技术的应用实现了单翼采区连续快速开采，提高了资源回收率，降低了巷道掘进率，缓解了采、掘接替紧张局面。为今后类似条件下的工作面接替提供了宝贵的实践经验。取得了很好的社会效益和经济效益。 作者简介段微亮（1981.7-），男，河北省邯郸市临漳县人，毕业于华北科技学院采矿工程专业，冀中能源股份章村矿技术部副经理，采煤助理工程师。Tel13785951680，E- 6