李金铭

(1.安徽理工大学，安徽 淮南232001；2.皖北煤电集团公司，安徽 宿州234011)

0 前言

百善煤矿681 工作面位于该矿六八采区边缘地带，其工作面属边角残余煤柱开采，工作面机巷走向长178m，风巷走向长148m，倾斜宽由14m～91m，工作面极不规则。 该工作面顺槽采用工字钢架棚支护。由于工作面受香椿园向斜和异常区影响，地质条件较为复杂，同时又是回收边角残余煤柱，存在着压力大，顶板破碎，质量不高等问题，因此必须寻求一种适合于复杂地质条件下边角煤柱开采技术。经过长期的开采经验认为“扇形”回采具有可行性。

1 支护参数设计

根据工作面顶板岩性，对工作面支护进行计算，采取合理的支护参数，同时对煤壁受力及支架作用力进行力学平衡分析，确保工作面在合理的支护条件下安全回采。

（1）采用经验公式计算支护强度

Pt= 9.81hrk= 9.81×2.6×2.5×4= 255.1kN/m2

式中∶Pt——工作面合理的支护强度，kN/m2；

h——采高，m；

r——顶板岩石的密度，t/m3，一般取2.5

k——工作面支柱应支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为4～8 本工作面取4。

（2）工作面合理的支柱密度

n=pt／Rt=255.1/207.4=1.23 根／m2

式中∶n——支柱的支护密度，根／m2；

工作面基本支架的排距为1.2m，则基本支架的柱距∶

L柱=1.0/（L排×n）

=1.0/（1.2×1.23）

=0.68m

取基本支架的柱距0.5m，偏差不超过±100mm。

综合上述，根据工作面顶底板条件，该工作面采用“三·四”峒管理。

2 问题分析

该工作面属于回收边角残余煤柱块段工作面，设计时其机风两巷走向长相差约40m（即工作面与收作线存在不平行问题）。传统的采煤工艺是对工作面进行甩采。但每班必须对所甩采的施工地点的棚梁进行调整，确保工作面棚梁重直于工作面。同时甩采由于工作面延长，须加设一部40T 链板机。

其弊端如下∶

（1）存在工作面规格质量问题；（2）由于工作面地质条件复杂，顶板破碎，调整棚梁时存在较大的安全问题；（3）增加一部40T 链板机，存在设备管理及维护问题；（4）存在整个工作面压力集中问题。

3 施工方法

（1）对巷道进行套棚采取分段超前支护形式，即机尾距联巷剩余20m 时，完成对风巷联巷口前后10m 的超前支护；机尾推到联巷时，完成联巷内机尾30m 的超前支护工作；然后每班安排正常往前挑棚，始终保证距机尾不少于30m。

（2）联巷内风门由通风区负责更换为风障；风筒由通风区负责逐渐缩短。

（3）工作面过联巷收作过程中，每班都要及时逐渐缩短工作面链板机，并进行回棚。

（4）当工作面机巷回采机风联巷口30m 时，提前由机风联巷口向外30m 在工字钢棚下打点柱进行支护。

（5）联巷内支护形式∶挑三排一梁两柱走向棚。

（6）加强联巷内的矿压观测，保证初撑力，发现有推棚、脱档、单体泄液等情况要立即处理。

4 注意事项

（1）由于工作面与收作线夹角较大，回采期间其机尾三角区域处的应力相对集中，必须重点加强此区域的顶板及煤帮管理，保证所有支柱初撑力符合标准。

（2）每班安排专人对该区域的顶板及煤帮进行加强管理，发现有不合格的支柱必须及时进行整改，确保所有支柱支设正规有劲。

（3）由于此区域的应力较为集中，压力显现较为明显，回采期间，必须保证过顶质量，笆片、塘柴棍压茬距离符合标准，必要时棚档之间可以加大过顶密度。

（4）为了保护该区域的顶板及煤帮，此区域放炮时尽量以放震动炮为主，控制好装药量，防止爆破时出现冒顶事故。

（5）每班作业前，班队长必须首先对机尾应力集中区的顶板、煤帮以及支护情况进行排查， 发现有不合格的必须安排专人进行整改，符合标准后方可进行作业。

（6）当工作面机尾缩短至香椿园向斜轴F681-11 断层区域时，必须及时进行超前管理，确保该区域的顶端面距符合标准，支柱初撑力达标。

（7）工作面刮板司机要和作业人员相互配合好，当有人对工作面煤帮、顶板进行管理时，必须停车，施工结束，待作业人员发出开车信号后，方可开车。

（8）加强矿压监控工作，要求对工作面及联巷内所有支柱每班进行观测，发现初撑力、工作阻力不符合要求，必须及时补液升足劲，以确保支柱对顶板支护有效。

（9）机道梁端到煤壁顶板冒落高度不大于300mm，否则必须用木料和塘柴捆接实顶，打上临时支柱支护，并及时拴牢、拴齐防倒绳，且初撑力不小于72kN（即9.2Mpa）。

5 两巷维护管理

（1）回采期间应加强联巷内的顶板、煤帮及支护管理工作，要求顶接实、帮背严。特别是在受应力及采动影响较大区域，每班应由专人进行维护。

（2）若联巷受采动影响，致使单体歪倒或单体与铰接顶梁、巷道顶板离合而造成单体支柱无劲时， 必须及时对无劲单体补液升足劲，且初撑力不得小于50KN（即6.4MPa）。 当多个单体无劲时，对单体补液升劲必须从安全地点开始由外向里、逐棚逐柱的进行；严禁由里向外或直接进入无有效支护的地方对单体补液升劲。

（3）若联巷内压力过大出现脱档时，必须及时进行重新过顶，并确保过顶质量。

（4）加强联巷内的矿压监测工作，每班安排专人对联巷内的支柱进行矿压观测，并详实记录，发现支柱初撑力不够的必须及时补液。

6 效果分析

一是，可避免由于甩采带来的规格质量问题。 二是，工作面不需要增加链板机，减少设备投入、维护、管理工作。 三是，收作期间压力只在机尾局部三角区域显现较为明显，而不会造成整个工作面压力过大。 四是，工作面也可以实现边回采边收作的目的。

采取该方式回采∶一是，可避免由于甩采带来的规格质量问题；二是，工作面不需要增加链板机；三是，收作期间压力只在机尾局部三角区域显现较明显，而不会造成整体工作面压力过大，四是，工作面也可达到边回采边收作的目的。