中国神华神东煤炭集团上湾煤矿 内蒙古伊金霍洛旗 017209
摘要：由于综采工作面回采完毕后回撤通道至大巷间煤柱用综采回收比较困难，故此段煤柱经常采用旺采或小综采进行回收。本文主要介绍上湾煤矿12103工作面回撤通道至大巷间煤柱旺采回收的巷道设计、回采工艺、顶板处理方式及相应的安全注意事项。
关键词：旺采工艺;连续采煤机;强制放顶;采空区处理
1 工作面概述及地质情况说明
1.1 概述
旺采采煤又叫旺格维利采煤法，是50年代末由澳大利亚形成的一种采煤方法，80年代末趋于成熟，90年代末引入我国并推广使用。
旺采采煤工艺是使用连续采煤机割煤，连续运煤系统（运煤车或梭车）运煤，利用煤柱支撑法、采用线形支架支护、全部或局部跨落法处理顶板的一种采煤方法。
上湾煤矿12103综采工作面于2005年9月回采完毕，剩余回撤通道至大巷间煤柱可采煤量约33.2万吨。采用连续采煤系统进行旺采煤柱回收，预计可回采煤量16.5万吨，原煤回采率49.7%。
顶板处理方法采用强制放顶局部垮落法。
1.2 水文地质情况
12103旺采工作面煤层底板标高为1203.5～1251m，地面标高：1092.37～1115.81m。
煤层厚度变化不大，平均煤厚约4.9m，属较稳定煤层，局部地段处于冲刷带，煤层底板起伏不大，倾角在1～3°之间。由于12103综采工作面采完时间较长，本旺采工作面煤层及顶底板基本无水。
本工作面周围为采空区，回采过程中要及时检查瓦斯等有害气体。根据2013年矿井瓦斯等级鉴定结果为：相对涌出量0.38m3/t，绝对涌出量10.41m3/min，属瓦斯矿井。
2 工作面巷道设计
由于此工作面三面为综采工作面老巷，故设计巷道时距老巷留设10米安全煤柱，12103工作面煤柱回采区域设计两条顺槽，长度分别为256.8m、215.2m，顺槽间联巷8个，每个联巷长度均为12m,设计条支巷18条，左一支巷至左六支巷长度都为87.7m、左七支巷57.9m、左八支巷40.7m、右一支巷至右九支巷长度均为109.6m、右十支巷97.5m，支巷间联巷12个，每个联巷长度均为15m。掘进巷道长度为2456.7m。采硐设计在每条支巷左右两帮，交错布置，为了增加回采率，在两条顺槽增加采硐37个，本工作面共设计采硐352个。工作面掘进煤量7.4万吨，采硐煤量9.1万吨，总计可回采煤量16.5万吨。（附工作面巷道布置图）
12103旺采工作面巷道布置图
3 旺采采煤工艺
主要设备选用12CM27-11D型连续采煤机、JOY10SC32 48C-5型梭车、4E00－2250－WT型锚杆机、GP460/150型给料破碎机。
3.1掘进工艺
根据回采工艺需要，在本工作面分别掘进一条胶运顺槽和一条辅运顺槽，其中在胶运顺槽安装一部胶带运输机与12煤主运大巷胶带机搭接，负责工作面回采的煤炭运输任务，所掘的辅运顺槽则负责工作面材料运输等辅助运输任务。
两条顺槽掘进到位之后，开始掘进左一、左二支巷，待两条支巷掘进完毕后便开始按设际采硐回采煤柱。支巷掘进时两条支巷同时掘进，掘进顺序为由里向外，先左后右。
掘进与支护平行作业，在顶板完好的情况下循环进度为15米；当顶板情况发生变化，出现裂隙、构造、空洞声、离层等情况时根据情况缩短循环进度。
3.2回采工艺
当每两条支巷掘进支护到位后，从里侧到外侧分区段依次进行回采，回采支巷时采用双翼进刀后退式回采工艺对煤柱进行回收，采硐与支巷均成35°夹角,采硐宽度3.5m，采硐深度为11米 ，采高为4.8米，采硐之间留设煤柱为0.3m，采硐内不进行支护。同一位置的采硐在回采时先采左侧后采右侧，避免连采机司机处于采空区侧。
4 巷道断面及支护
4.1 巷道断面
该旺采工作所有设计巷道包括胶运顺槽、辅运顺槽、支巷、联络巷和采硐。其中胶运顺槽断面为5.6米×4.2米，辅运顺槽和支巷巷道断面为5.4米×4.2米，采硐断面为3.5米×4.8米。
4.2巷道支护方式
巷道顶板设计支护方式为锚杆支护。锚杆为Φ16×2100mm的圆钢锚杆，排距1m，每排4根，如果顶煤小于500mm、顶板有空洞、离层、裂隙、构造或顶板破碎等情况出现，要根据现场实际情况采用加密锚杆支护每排6根，加挂网片（根据顶板情况选择冷拔丝网或者钢筋网），必要时增加锚索支护。
5 顶板处理方式
5.1 强放孔设计
采空区顶板采用强制放顶法进行处理。每两条支巷区段煤柱回采结束后，停止回采并开始施工强放孔，该工作面共计设计强放孔132个，每孔深30米，直径90mm。强放孔布置在各支巷联巷口，每组布置3个，强放孔间距1.35m，强放孔与支巷中心线夹角分别为-12° 0° +12°，仰角33°。
5.2 装药
炸药采用乳化炸药，药包规格为φ70×400mm，在地面将所用炸药和炮泥提前装进Φ75mm的PVC中，每根PVC管长5米，炸药长度20米，装4根，炮泥长度10米，装2根，将导爆索穿于装有炸药的PVC管内。将已装好的成捆药包运到井下，按顺序将每根药管缓慢推入强放孔中，再依次用管炮泥和散炮泥将孔口封堵，最后用大木楔子将孔口封堵牢靠。
5.3 联线爆破
雷管采用煤矿许用毫秒延期电雷管，联线方式为串并联，起爆方式采用延期雷管导爆索起爆，起爆器型号为CM-800S型。放炮母线采用符合标准的2.5mm²双股铜芯线。每次爆破时采用一次联线，相邻的两条支巷的6个炮眼同时进行放炮，每次放炮炮眼数量为6个。
整个采区全部回采完毕后，在胶运顺槽和辅运顺槽口6米处，施工防火密闭。
6 安全注意事项
6.1 有害气体
由于本工作面三面均为封闭很久的采空区，为了防止掘进期间与采空区老巷误贯通造成安全事故，在掘进剩余30米时，施工超前探眼，长度35米，掘进过程中根据残眼剩余量确定剩余掘进量。工作面连采机司机、梭车司机、锚杆机司机必须携带便携式氧气、瓦斯、一氧化碳检测仪。在生产过程中尤其要注意氧气浓度的变化，一旦氧气浓度低于18%，工作面所有人员必须立即撤离，查明原因。
6.2 顶板安全
为了避免造成采空区大面积悬顶，在回采完每个小区段时必须进行强制放顶处理顶板。在未进行强制放顶之前严禁任何人进入采空区范围内。采硐过程中煤机司机必须严格控制采硐间煤柱，严禁使两个采硐贯通。
6.3 放炮安全注意事项
井下放炮严格执行"一炮三检"和"三人连锁放炮"制度。放炮过程中的炸药运输、装药、放炮必须严格遵守煤矿安全规程相关规定。装药时，人员配合要一致，动作要统一，并有专人指挥。装药前必须切断所有设备电源，所有设备断电闭锁。放炮前工作面回风系统内的所有人员必须撤出，并安排专人在炮眼扩散沿线设置警戒，工作面所有人员必须撤在距放炮地点500m以外的进风巷道内。
论文作者:高瑞岗
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/12
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