云岗矿极近距离煤层安全开采采掘技术研究

2020-03-05张杰

山东煤炭科技 2020年2期

张杰

(大同煤矿集团云岗矿，山西大同 037017)

大同煤矿集团公司云岗矿北部311盘区11-1#、11-2#两煤层间距极不稳定，最薄处0.2m，11-1#层煤层已开采结束，11-2#层部署11个工作面，可采储量479万t，均为极近距离煤层开采。本文以11-2#层81115工作面为例，研究极近距离开采的采掘技术。

1 概况

云岗矿11-2#层311盘区81115综放工作面平均埋深233m，走向长915m，倾向长119m，煤层倾角3°，平均煤厚2.6m。直接顶为粉细沙岩互层，厚度0.2～3.6m，薄层状构造，层面含大量煤屑、植物化石；直接底为粉细沙岩互层，厚度1.8～5.3m。煤层局部含夹石，夹石为粉砂岩，厚0.1～0.3m，有少量结核。工作面机轨合一巷与上覆11-1#层81115采空区内错11m，回风运料巷与上覆11-1#层81115采空区内错9m，切巷与上覆11-1#层81115采空区外错16.5m。

2 工作面掘进期间巷道支护形式及注意事项

81115工作面巷道均为机掘巷道，采用EBZ-300型掘进机掘进，打眼支护使用MQT系列气动锚杆钻机与ZQS系列风钻进行。根据巷道层间距的变化，采用不同的支护形式。

2.1 巷道支护形式

（1）层间距在5m以上时，支护采用锚杆+钢带+锚索联合支护。锚杆间排距0.9m×1m，单点锚索排距3m，锚索长度根据顶板情况而定。支护断面如图1所示。

图1 巷道层间距5m以上支护示意图

（2）层间距在5m以下时，采用11#工字钢双梁、双腿支护，钢梁棚棚距1m。当层间距低于1m时，要留有一定顶煤，保证层间距在1m以上。留顶煤时在钢棚上铺Φ6.5mm钢筋网。支护断面如图2所示。

图2 巷道层间距5m以上支护示意图

（3）掘进期间受相邻综采工作面临空动压影响，采用“双梁六腿”钢梁棚，顶板铺Φ6.5mm钢筋网。支护断面如图3所示。

图3 巷道层动压范围支护示意图

2.2 掘进期间注意事项

（1）机轨合一巷距切巷400m处，开始缩小巷道净断面宽度，回采时采用远距离供液增强巷道稳定性。采煤帮缩小0.3m，煤柱帮扩大0.3m，巷道毛断面不变，架棚后净断面缩小。

（2）为防止综采工作面采动影响，采掘相距20m时停掘，待远离100m时再继续掘进。

（3）支护过程中顶钢梁及棚腿使用拉杆固定，顶钢梁与顶板间使用4根以上刹顶木背顶，棚腿与巷帮使用3跟刹顶木背帮。

（4）施工层间距4m以下巷道时，每隔20m探顶板一钻并做好详细记录，保证锚杆（索）均锚固在稳定岩层中，工字钢棚要支设在实底上。

3 工作面开采期间顶板管理及注意事项

3.1 支架选型

工作面采用ZY6600/14/28二柱掩护式支架，该支架具有侧护板、抬架油缸、倒装油缸及前探伸缩梁。侧护板保证架间无缝隙，不存在漏煤漏矸现象；抬架油缸及倒装油缸能保证支架的拉力大，无戳底现象；前探伸缩梁能保证支架与煤壁间空顶距为零，从多方面保证工作面顶板的支护。

3.2 工作面超前支护

（1）在层间距大于3m处：超前支护采用DZ31.5-28/100型单体液压支柱，结合3.2m、3.6m花边梁支设一梁三柱，梁间距1.2m，长度为20m。如遇顶板破碎及压力显现，需增加支护长度，缩短梁间距。

（2）层间距小于3m处：头超前支设长度为35m，前10m靠近煤壁帮棚腿下支设两根单体柱，后25m棚腿下支设一根单体柱，并在巷道原有钢梁棚下支设3道抬棚，在抬棚与钢梁棚搭接处支设单体支柱。

（4）尾超前支护长度为80m，前30m棚腿两侧各支设一根单体柱，并在巷道原有钢梁棚下支设2道迈步抬棚，在抬棚与钢梁棚搭接处支设单体支柱。

（4）移架与抬棚迈步的关系为：当顶板比较完整时，先移两对梁的第一组梁，回取支架与抬棚之间的原支护棚梁、单体支柱；回取后，重新支设在第二组梁的左（或右），错距0.8m，再移架，依次往复；当顶板破碎时，抬棚棚梁进行迈步前移，采取延续棚梁，抬棚梁与原支护棚梁进入支架上方，待抬棚梁彻底进入采空区后，用回柱车将其回出。

3.3 端头支护

工作面上下端头支护均由工作面支架支设至巷中，巷中至煤柱侧由DZ31.5-28/100型单体液压支柱、0.5m长花边钢梁均匀支设至支架与煤帮中间，柱距0.8m，支设范围为放顶线至煤壁线，每循环回一次。在切顶线位置必须支设两根关门柱；当采空区下顶板比较破碎时，抬棚梁及原巷道支护棚梁进入支架上方时，端头支护采用单体液压支柱支设在原支护棚梁下，每架棚梁下支设一根，共一排。