陈 喜

（大同煤矿集团地煤公司， 山西 大同 037000）

引言

20世纪80年代后期，小煤矿如雨后春笋遍地生根，加之小煤矿私采乱挖、超导越界现象时有发生，致使相邻的国有煤矿资源受到严重破坏，迫使部分国有煤矿存在吃肥弃瘦、向更深煤层延深的现象，从而形成与小煤矿竟相争夺煤炭资源的怪象，导致部分上层极近煤层矿资源“呆滞”，严重影响了煤炭资源的综合利用。

1 工作面四邻及地表情况

马口煤矿8202工作面位于侏罗系11-2号煤层，由2202和5202两条顺槽切割而成。其东部为实体煤，南部为11-1号层盘区大巷，西部为矿井猴车行人巷，北为小煤矿破坏区，上覆为小煤矿的3号、7号、11-1号煤层采空区（刀柱、仓房），其中距11-1号层间距为0.7～1.2 m，平均0.8 m，属极近距离煤层。对应地表无建筑物和构筑物，属荒地。工作面埋深210～230 m。2202和5202顺槽掘进时均采用卧底留设0.8 m的顶煤形式进行掘进。

针对工作面上覆3号、7号、11号采空积水，为使探放水工作有的放矢，聘请地质勘探部门完成了该面的地面物探，根据物探报告提示的疑似区，由矿探水队对3号、7号积水疑似区使用ZYJ-1000/135II型架柱式钻机，采用井下向上施工钻孔的方法进行探放，经验证未发现疑似区存在积水[1]。

根据瞬变电磁视电阻率断面图与3号、7号煤视电阻率平面图以及各测线电压剖面图、3号、7号煤电压平面图，综合分析，圈定异常区2处，由于测区上覆2号煤不可采，根据调查，该区域3号、7号煤均已经采空，故推断解释该2处异常区为3号、7号煤层采空区积水引起，分别编号为积水区A1、积水区A2。

根据瞬变电磁视电阻率断面图与11号煤视电阻率平面图以及各测线电压剖面图、11号煤电压平面图综合分析，圈定异常区4处，据调查，该测区11号煤已经全部采空，故推断解释该4处异常区为11号煤层采空区积水引起，分别编号为积水区B1、积水区B2、积水区B3、积水区B4。

2 采煤工艺

2.1 8202工作面设备选择

工作面MG250/560-WD1型交流变频调速无链牵引采煤机；ZY6000/12/24型掩护式（前探为抽屉式）液压支架；ZY6000/16/30端头液压支架；ZYG6000/12/24过渡支架；SGZ764/400型刮板输送机；PLM-110破碎机；SZZ764/132转载机（全封闭式）；顺槽采用胶带输送机STJ1000/125。采空区处理采用自然垮落法进行管理顶板。

2.2 回煤工艺

割煤—移架—推移刮板输送机。具体如下：

2.2.1 采煤机割煤、装煤

采煤机采用双向割煤，以截齿旋转破煤，螺旋叶片旋转装煤，往返一次进两刀，采煤机进刀方式采用中部斜切进刀，进刀段长度不小于30 m，截深0.6 m，割煤时前滚筒割顶刀，后滚筒割底刀，两滚筒旋转方向相背，煤壁要割平直，伞沿最大突出部分不得超过200 mm。割煤时必须做到先开水后开机、先停机后停水。

2.2.2 移架

支架采用本架手动操作，移架工作按采煤机前进方向依次顺序进行，移动步距0.63 m。在采煤机割完顶刀时，将支架伸缩梁及时伸出维护煤壁顶板，保证顶板完整性，做到每割一架伸一架。移架时最多滞后采煤机后滚筒2～3架，并承载移架，一次移到位。移架后及时升架，由于11-1号与11-2号层间距仅0.8 m，加之受采空扰动影响，11-2号层顶板（0.8 m层间距）较薄，难以达到24 MPa的工作阻力，根据现场实地实验，确定支架的工作阻力达到10～15 MPa时，工作面顶板既不垮落又不漏顶，因而支架工作阻力被确定为10～15 MPa。

2.2.3 推移刮板输送机

推移刮板输送机滞后移架10～15 m，刮板输送机弯曲段长度不小于15 m，弯曲度最大不超过3°，并保持弯曲段圆滑。推移后的刮板输送机必须保持平、稳、直。

2.3 工作面正规循环生产能力

式中：W为工作面正规循环生产能力，t；L为工作面平均长度，123.6 m；S为工作面循环进尺，0.6 m；h为工作面设计采高，1.8 m；γ 为煤的容重，t/m3，取 1.35；c为回采率，98%。

代入数据计算得W=176.6 t。

3 顶板管理

3.1 支护设计

3.1.1 支架校验

工作面顶板压力，依据的计算公式

式中：8～10为采高系数，取最大10；M为采高，取1.8 m；r为顶板岩石平均容重，取2.5 t/m3；P额为支架额定支护强度，0.73 MPa。

代入数据计算得P＝45t/m2=0.45MPa＜0.73MPa。

根据上述计算得知，工作面支护强度大于顶板来压强度。

3.1.2 选择支护材料

8202工作面选用ZY6000/12/24、ZY6000/16/30型支撑掩护式液压支架支护顶板，端头支护,超前支护采用 DW-31.5、DW-35型单体液压支柱配3.6/3.8 mπ型花边钢梁进行支护。

3.1.3 乳化液泵站

泵站：BRW200/31.5型，2台（1台使用，1台备用），泵站位于2202巷电气列车处。根据所使用支架型技术参数，泵站压力不低于30 MPa，乳化液配制使用乳化自动液配比器，乳化液配比浓度为3%～5%。

3.2 工作面顶板管理

8202工作面选用86架支架，其中80架ZY6000/12/24型液压支架支护顶板；端头支护使用4架ZY6000/16/30型液压支架支护顶板，工作面头部2架，尾部2架；过渡支护使用2架ZYG6000/12/24过渡支架支护顶板，工作面头尾各一架，采用及时支护方式，最小控顶距4.106 m，最大控顶距4.736 m[2]。

3.3 运输顺槽、回风顺槽及超前支护管理

3.3.1 端头支护

两端头支架外侧以及刮板输送机头尾顶板采用液压单体支柱配合π型花边钢梁支护，单体采用DW28或DW31.5型，柱距1.0 m，支设范围为放顶线到煤壁线，工作面端头支架距煤帮小于0.5 m时，端头将不进行支护；超过0.5 m时，应平行支架架设一排π型花边钢梁支护，一排π型花边钢梁下支设单体3根；每增加0.6 m，增加一排π型花边钢梁。

3.3.2 工作面运输巷、回风巷的顶板管理

2202运输顺槽和5202回风顺槽掘进时，已采用锚杆、锚索、局部钢棚联合支护，锚杆间距1 m，排距1 m；上层实体时锚索为两排，间距为3 m，排距2.0 m。

3.3.3 超前支护

两顺槽采用一梁三柱进行支护（单体支柱配合3.8/3.6 mπ型花边钢梁），2202、5202顺槽巷始终保持三排20 m范围的超前支护，其中超前支护柱距1 m，排距1 m，并按规定留好人行通道，超前支护上好防倒、防坠装置，单体支柱初撑力≥90 kN[3]。

3.4 矿压观测

采用YHY-60型液压支架测力仪分别安装在5号、25号、35号、45号、55号架，进行液压支架的支护阻力实时监测，并每天对矿压数值进行分析比对，根据矿压显现8202工作面的初次来压步距为19 m，周期来压步距为28 m。

4 结语

通过采用井下放水、均压通风、综采斜切推进、卧底挑顶、采空区喷洒阻化剂的方法，使原本弃置的资源重放“异彩”。经过近3.5个月的开采，8202工作面顺利开采成功，共采出煤炭8.2万t，按市场价格300元/t计算，则可增加收入2 460万元，为矿井在极近距离煤层的开采奠定了基础。

参考文献

[1]张向阳，常聚才.上下采空极近距离煤层开采围岩应力及破坏特征研究[J].采矿与安全工程学报，2014（4）：77-78.

[2]王涛，张刚，李金霞，等.近距离煤层开采巷道布置优化研究[J].矿业研究与开发，2012（5）：112-113.

[3]朱涛，张百胜，冯国瑞，等.极近距离煤层下层煤采场顶板结构与控制[J].煤炭学报，2010（2）：88-89.