《安全技術(shù)》之上、下層工作面的安全回采

1、上、下層工作面的安全回釆1問(wèn)題的提出雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦五采區(qū)是礦主力采區(qū)（占全礦產(chǎn)量的2/3）,主要開采32#（采高1. 5m）煤層和35# （采高1. 7m） 煤層，采區(qū)現(xiàn)有195、196兩個(gè)高檔采煤隊(duì)，分別開釆32片、35#層。32#、35#煤層間距 50m,工作面單翼走向長(zhǎng)1 000m,傾向長(zhǎng)180m,傾角16°，現(xiàn)已采至二水平以下四段 -600標(biāo)高。山于底部35#煤層賦存條件優(yōu)于頂部32#煤層，工作面正常推進(jìn)速度底部 層快于頂部層。近年來(lái)，礦內(nèi)采取了多種途徑加強(qiáng)頂部32#層開采，但由于條件制約， 仍和底部層發(fā)生了重疊開采的矛盾。在煤炭企業(yè)推向市場(chǎng)后，對(duì)于生產(chǎn)礦井來(lái)說(shuō)，任何

2、一個(gè)采煤工作面的停產(chǎn)或減產(chǎn)將直接影響到企業(yè)的效益，蒙受巨大損失。如何科學(xué)合理 地控制上下層工作面推進(jìn)步距，控制采場(chǎng)頂板是解決矛盾的唯一途徑。2采區(qū)狀況和開采悄況五采區(qū)由于近年開采強(qiáng)度的加大，掘進(jìn)工程滯后，釆掘接續(xù)工程始終面臨失調(diào)危險(xiǎn)，195采煤隊(duì)開采32#層左七工作面，開采2個(gè)月后，196采煤隊(duì) 在沒有其它準(zhǔn)備的悄況下，搬進(jìn)了底部35#層左五工作面。五釆區(qū)32#層、35#層頂?shù)装?惜況如表1。表132#、35#煤層頂?shù)装鍘r性B5101.htm圖1工作面平面布置示意圖兩個(gè)壓茬工作面布置情況，如圖lo在底部33#層左五工作5月份開采時(shí)，距頂部32#層走向步距66m,頂部32#左七工作面 平均月進(jìn)7

3、1.7m。底部35#層左五工作面平均月進(jìn)80m。底部層工作面以每月平均8. 3m 的速度向頂部層工作面幕近。其后月末兩個(gè)工作面開采步距為6月末34m、7月末25m、 8月末21m、9月末13m、10月末13m、11月末20m,至11月末時(shí)新工作面出面，底部層采煤工作面搬家，結(jié)束上下層的同時(shí)開采。在重疊開采過(guò)程中，底部層工作面和兩巷 沒有明顯顯現(xiàn)，頂部層工作面壓力增大，同比以前支柱載荷、頂板下沉發(fā)生了不同程度 的加大，上巷發(fā)生片邦，底鼓的巷道變形加大，壓力也較大。3回采的理論依據(jù)根據(jù)采場(chǎng)布置悄況來(lái)看，頂部工作面開釆對(duì)底部工作面開釆影響小甚小，而底部層工作面的回采引起的采場(chǎng)垮落和超前壓力將對(duì)頂部層

4、工作面直接構(gòu)成威脅。首先 根據(jù)采場(chǎng)巖移惜況初步確定兩個(gè)工作面推進(jìn)步距，如圖2。圖2釆場(chǎng)巖移情況示意圖推進(jìn)步距L=Htg5=50tg75=13m,根據(jù)中間巖層下沉曲線沿工作面推進(jìn)方向分為采動(dòng)影響區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，采動(dòng)影響區(qū)乂分為充分釆動(dòng)影響區(qū)和變形區(qū)和 微變形區(qū)。其次根據(jù)采場(chǎng)頂板冒落過(guò)程和冒落情況，可將巖層縱向分為冒落區(qū)，一沉壓 實(shí)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。如圖3所示。圖3采場(chǎng)巖移情況示意圖頂板縱冋冒落區(qū)的咼度根據(jù)米同的咼芟確定h+h米=1.5 h、h 2h米=2X1. 7 = 3. 4m, 說(shuō)明采場(chǎng)頂板從直接頂冒落，如直接頂厚小于2倍采高，從老頂來(lái)壓時(shí)，頂板巖層冒落 2倍采高后開始進(jìn)入下沉壓實(shí)階段。另外，從采場(chǎng)頂

5、板活動(dòng)時(shí)間來(lái)分析，釆場(chǎng)從直接頂 冒落至老頂周期壓平均20m工作面平均月推進(jìn)度80m,也就是說(shuō)從直接頂冒落至老頂下 一個(gè)周期來(lái)壓垮落需經(jīng)過(guò)t二20X30/80 = 7. 5do而老頂上方巖層由下至上活動(dòng)的周期將 更長(zhǎng)。現(xiàn)假定底部層開采后，頂板冒落影響至頂部煤層自老頂周期來(lái)壓開始，那么在此 周期之內(nèi)頂部工作面推進(jìn)距離為71.7mX7. 5d/30=17. 9m,山此可得兩工作面推進(jìn)步距 =一4. 9mo最后，在考慮頂部層工作面不受底部層工作面開采引起的采場(chǎng)冒落、變形影響的同時(shí)，必須考慮兩個(gè)釆場(chǎng)應(yīng)力的迭加，山于兩個(gè)工作面均處在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)回采, 而且存在一定推進(jìn)步距，采場(chǎng)應(yīng)力不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性的壘加，在回釆

6、過(guò)程中確保安全按正 常礦壓的1. 5倍進(jìn)行管理。4回釆的特殊措施(1)確定壓茬煤層間的推進(jìn)步距，根據(jù)回釆理論依據(jù)分析，為確保生產(chǎn)安全，把巖移時(shí)間作為安全系數(shù)，推 進(jìn)步距底線確定為13m：在生產(chǎn)中建立采場(chǎng)觀測(cè)小組，每天匯報(bào)分析工作面推進(jìn)情況， 工作面支柱載荷和頂?shù)装逡平浚瑑上飰毫妥冃吻闆r，在沒有特殊的情況下逐天、逐 米將推進(jìn)步距放至底線。如果支柱載荷和頂?shù)装逡平砍^(guò)規(guī)定，立即停掉底部層工作 面，采取其它方案。(2)針對(duì)采場(chǎng)應(yīng)力迭加，在開采過(guò)程中按1.5倍系數(shù)加強(qiáng)了支護(hù)強(qiáng)度，支柱加密，并在末排柱實(shí)行雙柱切頂。工作面額外配備了 50根工字鋼 長(zhǎng)梁隨時(shí)應(yīng)對(duì)頂板變化。在兩巷中將超前支護(hù)由20m延為50m,上巷延為100m,并上鋼 梁加強(qiáng)護(hù)頂。在開采過(guò)程中針對(duì)頂部層工作面上巷發(fā)生的片邦、底鼓現(xiàn)象成立了專門隊(duì) 伍進(jìn)行清理維護(hù)。在壓茬工作面推進(jìn)步距接近底線時(shí)，在底部層工作面自上而下每隔 10m砌一3m寬肝石墻，來(lái)延緩頂板的冒落和變形。 5結(jié)論 通過(guò)科學(xué)分 析和具體實(shí)踐