...建筑厚板式转换层施工技术探讨工程建筑论文

[摘 要]通过对许疃煤矿7226综采工作面穿层回采遇到的技术难题进行分析和研究，在论证分析的基础上，通过穿层回采方案的比选、综采支架的选型以及科学的安全技术措施，提出了近距离煤层群穿层施工技术，经过现场实践，取得了良好的安全经济效益。

[关键词]近距离煤层群 穿层回采 支架选型 安全技术措施

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0355-01

淮北矿业集团许疃煤矿设计生产能力为350万吨/年，井田内共发育有10个煤组，主采煤层为32、71、72、82、101煤层，其中中煤组71、72煤层间距平均为13m，72、82煤层间距平均为19m，特别是71、72煤层，呈分叉合并关系，两层煤的层间距变化较大，从几米很快就变为零点几米，且分叉合并线非常不规则，有时一个工作面会出现两头分叉、中间合并的情况，煤层的厚度差异很大，给回采工作面布置带来极大的困难。71煤平均厚度1.8m，72煤平均厚度2.6m，中间夹矸从0到2.5m不等，对71、72煤层合并区，为了提高资源回收率，保证矿井正常接替，有时不可避免出现穿层回采现象。

许疃煤矿7226综采工作面里段为71煤与72煤合并区，合并区煤厚2.7～7.3m。机巷跟72煤顶板布置，风巷先是跟71煤顶板布置，再向72煤顶板过渡，随着工作面向外回采，工作面逐步由71煤层穿至72煤层，在回采过程中，许疃煤矿生产技术部门与施工单位共同研究讨论，根据现场实际情况，提出了合理的穿层回采方案、设备选型、安全技术措施，确保了工作面穿层回采期间的安全。

1、工作面概况

7226综采工作面位于82采区右翼第三区段，煤层厚度1.50～7.30m，平均2.67m，煤层中普遍发育一道0～2.10m，平均0.8m夹矸，岩性为泥岩。该工作面72煤层距上覆7126、7128采空区0～18m，平均8m左右，工作面里段30m左右为合并区，工作面煤系地层总体呈南北走向，向东倾斜的单斜构造，煤层在走向上有1处大的起伏。煤层倾角5～19°，平均12°左右。

2、穿层回采方案选择

（1）整体穿层

这种方式是工作面推进方向与穿层面平行，从机头到机尾同时穿层，卧底逮顶施工，该方法优点是穿层速度快，缺点是逮顶面积大，易产生冒漏顶事故，顶板管理难度大，安全系数低。

（2）逐段穿层

这种方式是工作面推进方向与穿层面斜交，从机头到机尾逐段卧底逮顶施工，每个循环逮顶厚度应控制在200mm～300mm。该方法优点是逮顶范围小，顶板管理难度相对较小，易于防范顶板事故，缺点是穿层时间相对较长，穿层段与非穿层段连接处底板不齐，不利于支架和刮板输送机的管理。

经比较两个方案，从顶板管理及安全的角度，采用逐段穿层的方式。

3、综采设备选择

7226综采工作面主要配备有MG-500/1180-WD型采煤机；SGZ-800/1050型输送机；SZZ-830/315型转载机；PLM-2000型破碎机。根据工作面穿层回采方案可知，穿层期间最主要的是顶板管理问题，因此液压支架的选择至关重要。

目前许疃煤矿井下用的液压支架主要有两柱掩护式支架及四柱支撑掩护式支架，两种支架在井下使用过程中各有利弊。

7226综采工作面在穿层期间，顶板及围岩条件差，需要通过及时支护，带压移架，依靠支架提供足够的工作阻力和初撑力，保持架上直接顶的完整，不提前失稳，且尽可能早地主动承担矿山压力，从而减轻煤壁承受的矿壓，以保持煤体和煤壁的稳定，避免片帮冒顶，而要实现直接顶完整，顶梁的调平是前提；对于松软破碎煤层，液压支架支护强度不宜过大，以免造成顶煤的进一步破碎，穿层期间煤层顶板压力反映强烈，液压支架要有足够的工作阻力，但是初撑力不宜过大，因为支架反复支撑顶煤，顶煤容易破碎，造成冒顶；底板岩性强度较低，底板浮煤较多，液压支架容易出现插底现象，在底座前端设置抬底装置，当出现插底时利用抬底座千斤顶，使支架拉移后被抬起。

通过上述分析，宜选用四柱支撑掩护式支架。通过计算及校验，7226综采工作面选用ZZ7600-20/40支撑掩护式液压支架（147架），额定初撑力6970kN，额定工作阻力7600kN，额定支护强度0.97～1.03MPa，支架支撑高度2.0～4.0m，支护宽度1.43m～1.6m，底座前端比压1.8MPa～3.2MPa。

4、安全回采技术措施

（1）工作面从切眼向外回采至风巷F89点前59.5m范围内，30架至机尾跟71煤顶板回采；从F89点前59.5m向外回采46m范围内，30架至机尾从71煤顶板向72煤顶板过渡。其中机尾10架跟风巷底板逮煤顶回采，30架至机尾陆续逮煤顶回采。F89点前13.5m以外工作面跟72煤顶板回采。

（2）合并区跟71煤顶板回采，采高控制在3.0～3.4m，控制运输机刹车幅度，保持运输机平直，减少老塘丢底煤。

（3）工作面从71煤顶板向72煤顶板过渡段逐渐逮煤顶回采，过渡段采高控制在2.5～3.0m。当夹矸厚度超过700mm，工作面应逐步由下往上逮煤顶回采，同时应尽量避免工作面大面积逮煤顶回采，造成顶板管理难度加大。

（4）割煤之后及时抵车、带压移架，前探梁和护帮板及时伸出。确保支架顶梁及护帮板正常支护顶板和煤壁。

（5）逮煤顶施工段要确保支架正规有劲，无歪斜。每个循环逮顶厚度应控制在200mm～300mm。同时，控制刹车幅度，及时卧老塘，保证运输机平直。密切观察支架状态，发现有明显落差、歪斜等及时调整。

（6）逮煤顶回采过程中，如需使棚管理，按照如下要求执行。

①使棚作业应坚持从上到下的原则。若需分茬施工，分茬距离应不小于30m。

②临时支护，使用直径200mm的半圆木做梁，DW31.5-250/100X型单体支柱做棚腿，一梁一柱支护（或者用带帽点柱方式临时控制顶板），严禁空顶作业。

③正规使棚，采用直径200mm，长2000mm的半圆木作梁，DW31.5-250/100X型单体支柱作腿（煤壁侧）走向使棚支护。要求一架一棚，一梁一柱，煤壁侧用大笆和木料背严背实。半圆木一端架设在支架顶梁上，并深入支架顶梁内≮200mm，另一端距离单体≮200mm，。顶板用半圆木、板皮过严实。单体用防倒绳与支架拴牢。

④随着工作面推进，向前继续套棚。套棚前，必须做好临时支护，严禁空顶作业。向前套棚需要根据实际情况逮煤顶，顶板用大笆配合半圆木（或板皮）过严实，防止漏煤、窜矸。

⑤使棚管理段单体必须棵棵正规有劲，初撑力不低于5MPa。单体支撑高度超过2.5m拴不少于两排防倒绳。

5、结束语

穿层回采技术采用逐段过渡的方式，顶煤留的范围小，减少了顶板漏冒顶发生的概率，有利于安全管理；通过合理的支架选型，有利于破碎及松软顶板情况下的顶梁调平，维护顶板、防止架前片冒。近距离煤层群穿层施工技术在许疃煤矿的成功运用，不仅技术上可行，同时提高了资源回收率，减缓了矿井接替紧张的局面，实现了安全回采，为工作面穿层回采顶板控制积累了丰富经验。7226综采工作面穿层回采技术可在同类地质条件下煤层群的穿层回采中推广应用。

作者简介

付锐（1984年～），男，安徽太和人，2005年毕业于安徽理工大学采矿工程专业。现在淮北矿业集团许疃煤矿综采二区从事安全、技术现场管理工作。