国家能源集团神东柳塔煤矿 内蒙古鄂尔多斯市 017200
摘要：煤层群开采与单一煤层开采相比，面临的困难和风险更大，开采难度更高，煤层群开采特别是近距离煤层开采一般都会面临顶板、水和有害气体等灾害防治问题，如开采近距离煤层群下层煤综采工作面常需要过上层煤采空区集中煤柱等特殊危险区段。
关键词：采空区下综采工作面进煤柱；回采技术；
在煤矿生产当中，综采工作面回采率是十分关键的一项指标，其是判断煤矿企业是不是先进、是不是实现节能减排的一个重要标准。并且，综采工作面回采率也是有关技术、管理工作者分析和处理煤矿开采面临问题的主导环节。
一、技术要素
回采率的一个显著制约要素是技术要素，其所制约到的回采率表现为下面几点：（1）布局的设计。布局设计涵盖井筒形式、设置的开拓巷道，其会显著地影响到回采率。一是设计开拓巷道在煤层当中还是煤层底板中，这会直接制约到回采率，在煤层中设计能够使之前的投资节省，加速煤矿的产出，然而难以实现回采率的提升。为此，以回采率作为视角而言，应在煤层底板设置巷道开拓区域。二是选用的斜井和立井也会制约到回采率。跟立井相比较，在设计斜井的情况下会预留较大尺寸的护巷煤柱，这会使浪费资源的情况变重，从而难以实现回采率的提升。（2）采煤技术。基于煤层地质状况、构造、埋深等一系列要素的制约，相同矿区或者是不同矿区的各种煤层常常面临较大的煤层赋存状况。为此，应结合现状选用采煤技术。当今经常应用综采、普采、炮采的方式，各种采煤技术所制约到的回采率也存在差异性。跟炮采与普采进行比较，综采具备较高的机械化水平，可以实现回采率的提升，需要优先选用。
二、采空区下综采工作面进煤柱回采技术
1.矿压观测。利用工作面原矿压传输系统及人工监测手段，分析工作面顶板周期来压步距和支架适应性。在距回撤通道处开始布置测点，每条巷道共设置可移动式测点31个，测点间距30m；顶板固定式测点15 个，测点间距60 m；底板固定式测点31个，测点间距30m，共布置测点154 个。通过对微震监测数据分析可得到：①煤层顶底板能量释放，震源位置，以及微震发生时间；②工作面推进过程中围岩破坏及运动特征；③掌握工作面超前和侧向支承压力影响范围，了解上覆集中煤柱受力破坏的时间及位置；④利用微震和顶板来压的时间差，对顶板周期来压做出预测，评价上覆集中煤柱放炮前后应力释放情况。3）岩层内部位移监测。在集中煤柱区域两侧沿工作面推进方向间隔30m，从地面向岩层内部打4 个钻孔，孔径为110 mm，孔深为80 m，在钻孔内不同深度位置设置观测点，各测点应布置在各岩层的接触面附近，对不同层位岩层位移情况进行实时动态监测，并采用自动监测系统，监测数据通过无线传输网络每隔15 min 采集一次数据并传回监测中心。通过分析多点位移传感器数据，可以分析出在工作面推进过程中煤层顶板运动情况以及强制爆破后煤层顶板冒落情况。当工作面推进至距离1 号观测孔15m 时，要及时观测煤层顶板断裂情况。如果工作面推进至观测孔位置时，数据未发生明显变化，说明煤层顶板悬顶面积过大，已经达到极限，此时必须处理煤层顶板。当工作面推进至2 号观测孔时，煤层顶板发生断裂，此时随着工作面的推进，当工作面距离集中煤柱20 m 时，进行第1 次工作面预裂爆破。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当悬顶距离超过20m 时说明工作面预裂爆破效果不明显，建议采取爆破崩落煤层顶板的方法。如果爆破效果达到预期，即煤层顶板不出现大面积悬顶，且工作面顺利推进到观测孔时，要结合微震监测对工作面的矿压进行综合分析。
2.综合分析预测预报。每天通过对矿压观测、微震监测、岩层内部多点位移计、地表观测进行矿压分析，从而实现在房采区集中煤柱及采空区下回采时的预警，对上覆集中煤柱强制爆破效果进行评估。若多点位移计显示大于0.5m，微震显示能量范围不大于前期观测指标，来压规律及地表塌陷无异常，则可以正常推进；如果指标不符合正常推进的要求，则需要根据周期来压步距确定安全的推进距离，然后重新布孔，对上覆集中煤柱进行强制爆破。
3.顶板管理。1）采高确定和控制。过上覆集中煤柱时采高最低3.8m，比正常回采时采高大，须防止顶板形成冲击压力后造成立柱瞬时下沉，行程量小导致支架压死事故。采煤机司机割煤过程中控制采高时应采取沿顶割底的措施，保证顶板完整性。2）及时回撤联络巷处单体液压支柱，最后1 根回撤时间不得滞后于支架立柱的前移；及时在端头挂挡风帘，保证过联络巷时起到挡风作用。3）在上覆集中煤柱区段回采过程中支架工要跟采煤机前滚筒拉架控制顶板，遇顶板破碎时采用带压移架或擦顶移架的方式减少对顶板的破坏，并采用拉超前架等方式人为控制梁端距，保证梁端距不大于580mm，防止架前漏矸，当梁端距超过580mm时，采取拉超前架的方法进行控制。4）掌握工作面顶板完整程度，及时预测周期来压时间，观测顶板离层、采空区顶板是否正常垮落等矿压现象；保证采煤机运行良好，及时收回护帮板，保证收护帮板距前滚筒不得超过10 架，操作人员站在距滚筒6～8m 外，防止片帮伤人，工作面采用沿顶割底方法控制采高，挖底高度每次不大于100mm；正常生产过程中滞后采煤机前滚筒2 个支架位置进行移架，滞后支架由推溜工补齐，推溜工推移刮板运输机不得滞后采煤机10 个支架的距离，及时打出护帮板，护帮板不得滞后采煤机后滚筒10 个支架距离，当工作面来压或顶板破碎时采用带压移架或擦顶移架方式，减少对顶板的影响程度；超前维护工要保证工作面巷道超前支护效果；工作面所有人员不得在超前支护范围内停留。5）保证工作面支架初撑力达到要求，如初撑力达不到要求应及时进行二次补压，保证其达到要求。6）过上覆集中煤柱期间合理控制机头、机尾的超前或滞后距离，工作面巷道长1 865 m，工作面遇到特殊情况需要调斜采煤机时应控制好采煤循环，调斜角度控制在1.0°～ 2.5°，两端头进尺相差最大不得超过13.7m。
4.有害气体防治。对工作面回风巷和采空区相连的联络巷封闭时采取“见二闭一”的方法，确保始终有一个联络巷与采空区联通，作为采空区卸压通道，减小采空区气体对工作面的压力；在工作面支架处各加设1 台氧气传感器，并与扩音电话连接实现语音报警功能（报警语音为立即撤人），当工作面内有任何1 处氧气体积分数低于18% 时必须立即停机撤人，在工作面进风流中氧气体积分数不低于20%，二氧化碳体积分数不超过0.5%，瓦斯体积分数不得超过0.5%；保证机头、机尾的挡风帘达到要求，防止工作面上隅角一氧化碳等有毒有害气体超标；生产期间，采煤机割完三角煤后，支架工要及时将端头支架拉出，并将挡风帘遮挡严实，杜绝上隅角气体超标；尽量减少工作面及工作面回风巷的作业人员；工作面中存放一定数量的氧气呼吸器，便于紧急情况使用，另外进入工作面的所有人员要必须随身佩戴氧气便携仪。在上覆集中煤柱时通过采取预裂爆破措施以防止水害发生，在预裂爆破前对上覆采空区及含水层的水位进行观测，提前准备在工作面实施疏放水措施；并完善工作面及巷道的排水系统，保证系统运行可靠，同时布置双回路供电，确保排水系统供电可靠。
通过采取矿压观测、微震监测、岩层内部多点位移观测、地表观测等技术措施对煤层回采过程中的矿压情况进行分析，从而起到了预警的作用，同时采取对上覆集中煤柱强制爆破措施，从而避免动载矿压现象的出现，实现了安全回采。
参考文献：
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[2]芦光军，孔祥国.浅谈如何提高综采工作面回采率[J].科技风，2018（08）：29.
[3]张强.提高综采工作面回采率的技术措施[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018（06）：106-107.
论文作者:朱云龙
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/13
标签：工作面论文; 顶板论文; 煤层论文; 采空区论文; 支架论文; 巷道论文; 岩层论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;