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楊莊煤礦孤島綜采工作面的安全回采

文檔作者：黃尊英馮林奇文檔來源：山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年04月28日
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第2期
201 1年6月
水力采煤與管道運(yùn)輸
HYDRAULIC COAL MINING &amp;amp; PIPELINE TRANSPORTAT10N
No．2
Jun．201l
楊莊煤礦孤島綜采工作面的安全回采
黃尊英馮林奇
(山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司山東究州272100)
摘要：介紹了楊莊煤礦E3102孤島工作面在回采期間巷道及工作面的壓力顯現(xiàn)及采取的支護(hù)
措施。
關(guān)鍵詞：孤島工作面 沿空預(yù)留 應(yīng)力集中 礦壓顯現(xiàn)
中圖分類號：TD823．87 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006—0898(2011)02—0083—04
1 礦井概況
楊莊煤礦位于兗州煤田西北邊緣，原設(shè)計(jì)生
產(chǎn)能力21萬t／a，開采3、16 、17煤層?，F(xiàn)開采
二疊紀(jì)3層煤，煤塵爆炸指數(shù)38．58％ ，屬自燃煤
層，自燃發(fā)火期3～6個(gè)月，低瓦斯礦井，地溫
23。，采深260～350m。礦井地質(zhì)、水文地質(zhì)中等
～ 復(fù)雜。一對立井開拓，單水平上下山長壁綜采
工藝采煤，中央并列式通風(fēng)，1t礦車雙層罐籠提
升。2006年復(fù)核生產(chǎn)能力為39萬t／a。
2 孤島工作面情況
2．1 巷道布置
楊莊煤礦E3102工作面為傾向布置，從東向
西回采，其北側(cè)為E3103、E3106工作面停采線，
與采空區(qū)直接相連，采取停采線預(yù)留作為該工作
面的運(yùn)輸順槽；其南側(cè)為該工作面軌道順槽，是
沿E3101工作面采空區(qū)掘進(jìn)的沿空掘巷，東側(cè)為
興隆莊煤礦E3202工作面采空區(qū)，相距80m?？?
以說3面全為采空區(qū)，其中南北兩側(cè)直接沿空布
置，是典型的孤島工作面。
該工作面中部為中間巷，是E3106工作面的
運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷，作為該工作面中間老巷，同時(shí)有中
間巷二號聯(lián)絡(luò)巷和一號聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸順槽相連。
其中中間巷二號聯(lián)絡(luò)巷在工作面中北部，一號聯(lián)
絡(luò)巷位于該工作面停采線處北半部。圖1所示
為工作面布置圖。
2．2 三巷支護(hù)
軌道順槽為沿空掘巷，梯形巷道，扎角為
80。，采用為1 1號礦用工字鋼架棚支護(hù)，棚距為
800mm，頂梁凈長3m?？拷煽諈^(qū)側(cè)，為了防止
漏風(fēng)，采取了對采空區(qū)幫部和頂部的采空區(qū)側(cè)一
半進(jìn)行了噴漿處理。
運(yùn)輸順槽為沿空留巷，回采側(cè)和巷道頂部為
錨網(wǎng)支護(hù)，同時(shí)采用套棚。采用頂梁為11號工
字鋼、棚腿為液壓支柱的架棚巷道，形成一梁三
柱，巷道寬度為3．6m?？拷煽諈^(qū)，采用風(fēng)筒布
遮擋，并打眼注膠，防止漏風(fēng)。
中問巷及兩個(gè)聯(lián)絡(luò)巷全為錨網(wǎng)支護(hù)，采用直
徑14mm的圓鋼錨桿，巷寬3．6m。
3 工作面支護(hù)
3．1 工作面三巷超前支護(hù)
軌道順槽由于為沿空掘巷，并且相鄰采空區(qū)
已經(jīng)回采了2a多，采空區(qū)頂板冒落嚴(yán)實(shí)，相對較
為穩(wěn)定。故在工作面安裝時(shí)，直接在工字鋼頂梁
4 結(jié)語
石門揭煤中，震動炮被廣泛使用，雖減少了
人員傷亡卻導(dǎo)致了突出次數(shù)增多和突出強(qiáng)度的
增大。所以，在認(rèn)真采取防突措施的前提下，加
強(qiáng)其它措施，減少震動炮次數(shù)，多采用遠(yuǎn)距離炮
較為適宜。
參考文獻(xiàn)
『1] 何滿潮．中國煤礦軟巖巷道工程支護(hù)設(shè)計(jì)與施工指南
[M]．北京：科學(xué)出版社，2004
[2] 孫曉明．煤礦軟巖巷道耦合支護(hù)理論研究及其設(shè)計(jì)系統(tǒng)開
發(fā)[D]．北京：中國礦業(yè)大學(xué)，2002
作者簡介：
楊學(xué)斌(1975一)，男，黑龍江七臺河人，工程師，現(xiàn)從事礦
井技術(shù)37-作，龍煤集團(tuán)七臺河分公司通風(fēng)技術(shù)部。
收稿日期：2010—11—12
83
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2011年6月 水力采煤與管道運(yùn)輸 第2期
圖1 工作面布置圖
下架設(shè)3個(gè)液壓單體支柱，按照巷道寬度均勻分 面推進(jìn)3m左右時(shí)，直接頂開始垮落，壓力并不明
開布置，超前支護(hù)距離為20m，并采取提前3架 顯。
將棚腿替換掉。
運(yùn)輸順槽為沿空留巷，超前支護(hù)按30m架
設(shè)，在原來一梁三柱的基礎(chǔ)上，靠近采空區(qū)側(cè)，加
打1棵單體支柱。
中間巷采用一梁兩柱，超前支護(hù)距離20m。
工作面采用輕型放頂煤支架，采高2．2m。
3．2 孤島工作面應(yīng)力集中的壓力釋放
由于孤島工作面應(yīng)力相對較為集中，必須采
取相應(yīng)的措施，以釋放工作面壓力。首先工作面
中部有一個(gè)貫穿整個(gè)工作面的中間巷和兩個(gè)聯(lián)
絡(luò)巷，可以作為工作面應(yīng)力集中的卸壓巷道。在
中間巷向兩側(cè)工作面進(jìn)行施工注水鉆孔，間距
20m，鉆孔長度為工作面寬度的2／3，并且隨工作
面的推進(jìn)提前不間斷的注水，對工作面的煤壁起
到軟化作用，同時(shí)也起到對應(yīng)力的卸壓作用。中
間巷兩聯(lián)絡(luò)巷為剛剛受到E3106工作面的采動
影響，頂板已經(jīng)出現(xiàn)裂隙，這對工作面壓力釋放
也是有利的。在初采之前及回采中，采取了鉆屑
法預(yù)防沖擊地壓，并通過觀察，沒有發(fā)現(xiàn)沖擊地
壓的征兆。
4 回采期間礦壓的顯現(xiàn)
4．1 初采期間的礦壓顯現(xiàn)
工作面初采期間，由于切眼的非回采側(cè)為實(shí)
體煤，直接頂為泥質(zhì)頁巖，比較容易冒落，當(dāng)工作
84
工作面初采時(shí)，軌道順槽超前支護(hù)嚴(yán)格按照
措施，距離煤壁提前3架進(jìn)行了棚腿替換，單體
支柱距離兩側(cè)煤壁300mm。隨著工作面推進(jìn)，軌
道順槽與煤壁交接處，煤壁片幫，最寬片幫距離
為1m，同時(shí)靠近絞車硐室處，煤壁片幫嚴(yán)重。替
換過棚腿的煤壁也開始片幫，不過有金屬網(wǎng)擋
著，片幫較輕。
運(yùn)輸順槽由于為沿空留巷，在回采期間，再
次受到采動影響，沿空側(cè)開始壓力顯現(xiàn)，幫部開
始鼓出，不過不嚴(yán)重，鼓出量100～200mm，底板
暫時(shí)沒有變化。
中間巷由于兩側(cè)全為實(shí)體煤，沒有壓力顯
現(xiàn)。
4．2 正?；夭善陂g的礦壓顯現(xiàn)
4．2．1 軌道順槽
隨著工作面的推進(jìn)，軌道順槽壓力顯現(xiàn)嚴(yán)
重。開始主要表現(xiàn)在超前支護(hù)范圍內(nèi)，頂梁下彎
變形，下?lián)隙却笥?00mm，幫部未替換的棚腿開
始變形，特別是非回采側(cè)，有采空區(qū)影響，棚腿有
的壓成了S型。為了提高工字鋼棚梁的重復(fù)利
用率，采取了用rl型鋼梁或花邊梁來替換工字鋼
頂梁，同時(shí)將棚腿替換距離更改為全部超前范圍
內(nèi)。更改后，壓力顯現(xiàn)相對較好。
隨著初次放頂和周期來壓，軌道順槽超前以
外的壓力顯現(xiàn)開始了，這就說明制定的超前支護(hù)
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2011年6月 黃尊英等：楊莊煤礦孤島綜采工作面的安全回采 第2期
20m不能滿足要求了，根據(jù)壓力顯現(xiàn)，將超前支
護(hù)距離逐步更改為30m、40m，甚至只要巷道頂梁
發(fā)生視覺能夠發(fā)現(xiàn)的變形，就嚴(yán)格按照超前支護(hù)
的形式進(jìn)行加固，同時(shí)在非回采側(cè)每棚中間又增
加一棵戴帽點(diǎn)柱。這樣基本控制住了巷道的變
形，保證了巷道的有效支護(hù)空間和使用空間。
4．2．2 運(yùn)輸順槽
隨著二次采動影響運(yùn)輸順槽壓力顯現(xiàn)明顯。
開始生產(chǎn)期間，由于該巷全部為加強(qiáng)支護(hù)，壓力
顯現(xiàn)不明顯，隨著工作面推進(jìn)，工作面采動影響
直接再次影響到該巷道，主要表現(xiàn)巷道底鼓，頂
板下沉，造成單體支柱的活柱外露長度逐漸減
小，甚至全部壓實(shí)，同時(shí)非回采側(cè)采空區(qū)煤壁向
巷道中間鼓出，將部分單體支柱擠成扎角的形
式。
針對以上情況，采取如下措施以保證該順槽
及安全出口的有效空間：① 采取臥底的方式，以
增加巷道高度，最大臥底量1m，(臥底范圍主要
是在超前支護(hù)以內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際加快施工進(jìn)
度)，靠近非回采側(cè)的，要保證單體支柱不失腳，
故采取留有臺階的方式；其余部分采取架設(shè)臨時(shí)
點(diǎn)柱的形式，全部按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行臥底，高度
臥夠后，再恢復(fù)原有支護(hù)；對于輸送機(jī)下方同樣
的臥底，對輸送機(jī)架腿采取墊底的方式處理。②
通過臥底，對超前支護(hù)范圍內(nèi)的液壓單體支柱活
柱高度不足要求的，進(jìn)行處理，保證液壓單體支
柱的正常支護(hù)效果；對超前之外的支護(hù)，采取了
加強(qiáng)巡查，發(fā)現(xiàn)液壓單體支柱活柱不足規(guī)定的，
進(jìn)行分段處理，保證液壓單體支柱的支護(hù)效果。
③工作面端頭的巷道與煤壁交叉處，煤壁折幫較
為嚴(yán)重，加上該巷頂板二次受到采動影響，比較
破碎，易出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)這種征兆時(shí)，采取
單挑梁的方式支護(hù)交叉點(diǎn)的頂板?；究刂谱?
了頂板的冒落，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)回采。
4．2．3 中間巷
中間巷隨著工作面的推進(jìn)，壓力顯現(xiàn)也比較
明顯，兩幫折幫，底板鼓出，但作為工作面卸壓
巷，在保證安全出口的情況下，沒有采取處理措
施，只控制人員進(jìn)入。超前支護(hù)距離由原來的
20m改為30m。
4．3 過中間巷二號聯(lián)絡(luò)巷期間的礦壓顯現(xiàn)
提前30m對該聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行了加固，采取架設(shè)
4排單體支柱配合鉸接頂梁，排距為800mm，略
大于割煤機(jī)的截割深度。
當(dāng)工作面推進(jìn)臨近該聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，該聯(lián)絡(luò)巷壓
力顯現(xiàn)嚴(yán)重，底鼓大于500mm，兩幫移近量也在
lO00mm左右，原來3．6m寬的巷道變成了不足
2．5m，靠近中間巷部分相對較好(原因只受到一
次采動影響)。個(gè)別靠近兩幫的單體支柱由于受
到煤壁鼓出側(cè)壓的影響，不堪重負(fù)，被鼓斷了3
棵。該聯(lián)絡(luò)巷位于該工作面中部，基本上工作面
推進(jìn)到該處，后方采空區(qū)形成正方形，也是壓力
最為集中的時(shí)候，采動壓力在此時(shí)顯現(xiàn)的最為明
顯。
當(dāng)工作面推進(jìn)臨近該聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，工作面煤壁
壓力顯現(xiàn)也較為明顯，片幫嚴(yán)重，且塊度和深度
較大，基本上上半部不用動割煤機(jī)，直接移架支
護(hù)頂板，然后再割下半部的煤。
4．4 停采老巷回撤期間的礦壓顯現(xiàn)
由于停采老巷受到兩次采動影響，并且該工
作面停采后，相鄰的采空區(qū)完全連成了一片，造
成停采線壓力集中，特別是該老巷。在臨近停采
時(shí)，由于需要為工作面回撤創(chuàng)造條件，推進(jìn)度比
較慢，工作面頂板壓力來的比較頻繁，通過提前
對停采老巷進(jìn)行加固，巷道變形相對較好，底板
鼓出較嚴(yán)重，煤壁鼓出較大，但整體巷道的穩(wěn)固
性還比較好，局部頂板破碎。
停采線以外的壓力顯現(xiàn)不明顯，超前支護(hù)改
為20m后，也能保證安全出口的暢通和有效空
間，并且基本穩(wěn)定。 ’
由于停采老巷，受到兩次采動影響，并且兩
次采動影響時(shí)間間隔較短，頂板破壞嚴(yán)重，在工
作面支架回撤時(shí)，結(jié)合工作面實(shí)際，采取了從中
間向兩順槽方向回撤的方式，由于人員原因，采
取單邊順序回撤。從距離中間巷20m的地方開
始回撤?；爻窌r(shí)出現(xiàn)壓力顯現(xiàn)現(xiàn)象，并且壓力加
大。
開始回撤支架的地方，選擇了頂板相對穩(wěn)定
的區(qū)段，開始頂板并沒有垮落，由于開始回撤支
架區(qū)段距離中間巷壓力集中區(qū)較近，當(dāng)工作面回
撤5個(gè)支架后，采空區(qū)出現(xiàn)頂板大面積冒落現(xiàn)
象，并且有大塊冒落，鋪設(shè)的頂網(wǎng)和出架空間的
錨桿、錨索被破壞，全部垮落下來，同時(shí)將鋪設(shè)的
鋼絲繩壓斷了2根，掩護(hù)支架被埋，出架空間的
臨時(shí)支護(hù)被推倒一部分，可見壓力之大。先用絞
車將掩護(hù)支架拉出，結(jié)果絞車鋼絲繩被拉斷，若
再不采取果斷、有效地措施，支架就要埋進(jìn)去。
掩護(hù)支架下臥底，并進(jìn)行對該支架補(bǔ)液，提高支
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第2期
2011年6月
水力采煤與管道運(yùn)輸
HYDRAULIC COAL MINING &amp;amp; PIPELINE TRANSP0RTAT10N
NO．2
Jun．2011
淺談安坌評價(jià)在煤礦柚電管理【l】響應(yīng)用
劉小梅
(平煤股份公司二礦河南平頂山467000)
摘要：總結(jié)了中平能化二礦在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用安全評價(jià)的現(xiàn)代安全管理模式對機(jī)電各系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)，掌握
了系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，存在問題和隱患及時(shí)進(jìn)行了整改，提出了治理項(xiàng)目，為消除安全隱患，確保安全生產(chǎn)，實(shí)
現(xiàn)自動化、信息化奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：安全評價(jià)機(jī)電管理程序
中圖分類號：TD608 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006—0898(2011 J02—0086—02
O 前言
安全評價(jià)是生產(chǎn)經(jīng)營單位實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、系統(tǒng)化安全管
理的基礎(chǔ)，是以實(shí)現(xiàn)安全為目的，應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理
和方法，辨識與分析工程、系統(tǒng)、生產(chǎn)管理活動中的危險(xiǎn)、
有害因素，預(yù)測發(fā)生事故或造成職業(yè)危害的可能性及其
嚴(yán)重程度，提出科學(xué)、合理、可行的安全對策措施和建議，
做出評價(jià)結(jié)論的活動。安全評價(jià)作為現(xiàn)代安全管理模
式，體現(xiàn)了“以人為本”和“預(yù)防為主”的安全管理理念，
是預(yù)防事故的重要手段。通過開展安全評價(jià)，可以確認(rèn)
企業(yè)是否具備安全生產(chǎn)條件，有利于安全生產(chǎn)的宏觀控
制和提高企業(yè)的安全管理水平，有利于企業(yè)系統(tǒng)地、有針
對性地加強(qiáng)對事故隱患的治理，最大限度地降低安全生
產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，保障從業(yè)人員的安全和健康，提高社會效益、經(jīng)
濟(jì)效益。
1 安全評價(jià)的目的
平煤股份公司二礦機(jī)電系統(tǒng)化安全評價(jià)以系統(tǒng)安全
工程的原理、方法、觀點(diǎn)，在全面處理好設(shè)備本身的先進(jìn)
性、安全性的前提下，結(jié)合環(huán)境狀況、今后產(chǎn)能發(fā)展需求、
信息技術(shù)發(fā)展、系統(tǒng)要求、精細(xì)化管理等因素對各生產(chǎn)系
統(tǒng)安全現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)。通過對機(jī)電各生產(chǎn)系統(tǒng)安全現(xiàn)狀
評價(jià)活動，掌握各生產(chǎn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，對機(jī)電設(shè)備的安
全狀況有了清楚的認(rèn)識，提出了需要進(jìn)一步規(guī)范、整改項(xiàng)
目，按照整體規(guī)劃、分步實(shí)施原則，按照輕重緩急，系統(tǒng)地
進(jìn)行整改。安全現(xiàn)狀評價(jià)是近幾年機(jī)電管理工作的綱領(lǐng)
性文件，對各系統(tǒng)的安全運(yùn)行，逐步實(shí)現(xiàn)自動化、信息化
具有重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)確定危險(xiǎn)程度并提出合理可
行的安全對策、措施和建議。
2 安全評價(jià)范圍和程序
安全評價(jià)按照實(shí)施階段不同分為安全預(yù)評價(jià)、安全驗(yàn)
收評價(jià)、安全現(xiàn)狀評價(jià)。此次安全評價(jià)為平煤股份公司
二礦機(jī)電系統(tǒng)安全現(xiàn)狀評價(jià)。根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)生產(chǎn)的實(shí)際
情況，評價(jià)范圍為：礦井提升、主通風(fēng)、主壓風(fēng)、主排水、礦
井供電、皮帶運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸、架空乘人等8個(gè)系統(tǒng)，從設(shè)
備狀況、安全防護(hù)、環(huán)境狀況、從業(yè)人員(操作人員、維護(hù)
人員、管理人員)素質(zhì)、管理制度、系統(tǒng)配套能力(要考慮
礦井未來5a內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、信息化自動化差距
等方面進(jìn)行排查。圖1所示為安全評價(jià)流程圖。
①前期準(zhǔn)備。明確被評價(jià)對象，備齊有關(guān)安全評價(jià)所
需的設(shè)備、工具，收集國內(nèi)外相關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章、
架支護(hù)高度，再借助絞車的力量將掩護(hù)支架拉出。
當(dāng)工作面支架回撤到老巷區(qū)段時(shí)，隨著采空區(qū)頂板
的冒落，緊跟掩護(hù)支架冒落，相對緩解了壓力。但由于回
撤區(qū)段進(jìn)入應(yīng)力集中區(qū)，沒有考慮到頂板會再次強(qiáng)烈來
壓，在回撤支架時(shí)，將老巷的加強(qiáng)支護(hù)在掩護(hù)支架之前就
回撤了，這使得采空區(qū)又一次來壓，將掩護(hù)支架再次擠
壓。通過這次支架處理，總結(jié)出了經(jīng)驗(yàn)，也就是先回撤掩
護(hù)支架，再回撤掩護(hù)支架兩側(cè)的單體支柱，從而避免了擠
壓掩護(hù)支架，對于單體支柱采取遠(yuǎn)距離卸壓，采用常把工
具將單體支柱回出，實(shí)現(xiàn)了工作面的安全回撤。
5 總結(jié)
楊莊煤礦3102工作面從2009年5月～10月經(jīng)歷了
5個(gè)月的時(shí)間將工作面順利回采結(jié)束。該工作面作為楊
莊煤礦一個(gè)孤島工作面，應(yīng)力相對比較集中，在沒有經(jīng)驗(yàn)
86
的情況下，本著加強(qiáng)支護(hù)，保證安全的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了安全
生產(chǎn)。
特別是軌道順槽工字鋼棚支護(hù)，出現(xiàn)的壓力顯現(xiàn)情
況，通過現(xiàn)場實(shí)踐與總結(jié)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為今后工
作面回采中，既保證安全，又要提高工字鋼棚的復(fù)用率提
供了保障。
通過該孤島綜采工作面的順利回采，為礦井今后充
分開采剩余邊角資源提供了經(jīng)驗(yàn)，并贏得了豐厚的利潤。
作者簡介：
黃尊英(1979一)，男，山東嘉祥人，助理工程師，全國二級
建造師(礦山工程類)，現(xiàn)任山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司技術(shù)科
副科長，發(fā)表論文數(shù)篇。
收稿日期：2010—10—01
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