大采高大倾角不规则冲击地压工作面初采实践

李华锋

摘要：通过对龙煤集团鹤岗矿业公司峻德煤矿大采高大倾角不规则冲击地压危险工作面的开采治理，实现了初采安全结束，使工作面走入正常生产，总结现场管理经验和采煤工艺，解决了不规则工作面且具有冲击地压现象条件下的安全开采。

关键词：大采高大倾角不规则块段冲击地压初采

1、引言：

龙煤鹤岗峻德煤矿是自行设计施工的现代化矿井，坐落于鹤岗矿区的最南部，北距市区22公里，南距佳木斯50公里，南北走向5.6公里，东西倾斜3.6公里，可采煤层23个，1981年投产，设计能力年产300万吨，2017年被评为国家一级质量标准化矿井。矿井特点是，煤层倾角大，存在冲击危险，瓦斯量大，地质复杂。因此在大倾角不规则有冲击性危险条件开采，一直是我们不断探索和攻克的难题。

2、工作面概况、设备选型、瓦斯治理

（1）93211综采工作面倾斜长182m，最短62m，平均158.4m，全煤厚平均3.7m，倾角平均33°，可采储量40万吨，初采段为104m，切眼倾斜长150m，煤层直接顶为20.3m—28.8m的灰白色的细砂岩，以石英、长石为主，局部含粗砂岩夹粉砂层，底板为8.3—9.6m的灰色粉砂岩，层理发育，夹有条带状碳页岩。（2）工作面选用ZYP6800/22/45液压支架，MG500/1130-WD采煤机与SGZ-800/400工作面刮板运输机配套使用，在探索治理生产与实践的基础上，初采104m结束，初采结束后工作面走入正常，工作面倾斜长度达到187m，初采完毕。

3、工作面初采水力制裂及挑顶和爆破

工作面每10m施工一个水力制裂钻孔，共15个，第一个钻孔布置在工作面距回风道3.6m处，开孔位置距硬帮2m，与切眼走向一致，与巷道顶板垂直，钻孔孔径φ60mm，基数钻孔1号钻孔深12m，偶数钻孔深13m，使用KG54开槽钻头和专用刀片进行割缝，割缝后使用水力膨胀式高压封孔器进行封孔。使用型号为BRW-400/31.5乳化液泵进行供压注水，注水时钻孔周围5m锚杆锚索淋水或巷道顶板淋水时注水结束。工作面进行两次供水制裂，第一次初采前，第二次回采10m时进行。水力制裂钻孔施工后，在每组支架间与上端工作面硬帮至切眼范围布置顶板挑顶眼，孔深5m，孔径φ28mm，与顶板夹角75°，开孔位置位于两组支架侧护板之间缝隙内。工作面回采5m以后，上下回头垮落不好时出现走向两刀、倾斜5m悬顶时上下端头打挑顶眼断顶，钻孔爆破时间点：挑顶钻孔在进入支架立柱前起爆，一次起爆两个炮眼。

4、初采加架调面找面

切眼推进104m后，斜机道消失，初采结束，由于斜机道存在，切眼倾斜150m，采过斜机道后，切眼倾斜达到172m，工作面上部需要逐步加架17组，为保证加架顺利，在初采割煤时，先按机头与机尾进刀数比1：4进行调面，即头进一刀，尾进四刀插帮处分别为67组、47组、27组、7组。待回风道待加支架加完后，开始进行找下头至工作面与机道呈93°夹角，平行推进工作面，进入正常回采阶段。

工作面调面回采期间，实行从机尾向机头单向推溜，防止运输机向机尾方向串动。同时每班安排专人利用小型单体调整支架尾梁，其方法为：将被移支架的侧护板收拢，降架少许脱离顶板即可，迅速用小单体将支架尾梁向机尾方向调整，被调支架移到位后立即升架接顶，保证工作面在调面期间机头一号架下侧不出现过大空顶区。调角找面过程中，斜机道坡度大，会存在无架区，无架区支护采用走向π钢支护，每增加无架区0.6m加走向π钢一对，在调面过程中，保证支架齐、直、且与煤壁垂直，运输机平直。

5、大采高大倾角工作面管理

5.1、支架管理

支架最大采高达到4.5m严格控制采高在3.2-4.2m以内，严禁超高，由于采高大倾角大，煤帮存在片帮和飞块，加强支架护帮板使用。支架必须保持一条直线，误差不超过±50mm，支架中心距在1750±100mm之间，支架顶梁要平行顶板，接顶严实，受力状态良好，支架顶梁侧护板和伸缩梁必须正常使用，液压支架侧护板不应有明显错差，支架不咬不挤，不得出现扭斜迎山、台阶、下沉。

5.2、工作面防飞块管理

工作面倾角大，存在飞块伤人隐患，初采期间做好防飞块工作，上齐防飞设施。工作面每10组支架上一道防飞链，分别设在30、40、50、60、70、80组处，下部10组、20组处设防飞网，防飞链采用730链子配合千斤顶人工操作，链子与支架上的托梁连接，千斤顶带动托梁液压控制自动收缩，由顶板垂直到底板，根据采高随时调整长短，链子由软帮立柱前到硬帮煤壁，采机经过时收回，采机过后打开，使用方便，有效防止飞块伤人；下部两道防飞网设在10、20组处，采用φ12油丝绳编100*100mm井字方格，根据采高，上部挂在支架侧护板下有环连接，由软帮立柱挡到硬帮煤壁，平时打开割煤时收起，方便有效挡飞块伤人。

6、防冲治理

6.1、切眼掘送时发生过三次方震动16次，四次方震动2次，切眼由上往下掘97m时发生冲击地压，冲击严重段巷道顶板无明显变形，底板有轻微鼓起，充严巷道的媒体来自硬帮侧整体移进的实体煤。是外力场与内力场的共同作用，冲击危险评定为严重冲击危险等级。

上下两巷防冲治理采用大孔径卸压治理，上下巷的上下帮采用走向1m施工大孔径钻孔深12m进行爆破卸压。采用微震SOS监测系统，煤体在线监测系统，KDB5电磁辐射仪，钻屑法监测。当监测数据超过警戒值时，立即停产进行效果检验，超过临界值时立即进行解危卸压。KBD5便携式电磁辐射仪每20m布置一个监测点，对巷道两帮侧监测，两巷超前150m进行移动监测，机道每10m布置一个测点，对煤体应力在线监测系统进行监测，回风道安装KJ550应力监测，机道、工作面安装KJ21冲击地压（地应力）监测系统进行监测。

6.2、工作面初采104m内治理

沿工作面倾斜方向每5m施工一个钻孔，垂直硬帮煤壁，孔径φ75mm，孔深15m，装药爆破，每次施工5m，留10m保护距离，循环施工，直至工作面回采过该区域。工作面生产期间，每天工作面施工两个应力探测孔，上中下部循环施工，孔深不得低于25m，垂直煤壁，孔径φ75mm。钻孔施工时记录煤粉量，发现卡、抱、顶钻，孔内有严重动力现象，工作面停止生产，进行防冲治理。工作面KJ21应力在线监测系统红色预警，微震SOS监测系统监测到3.5E+04J以上震动，KBD5电磁辐射仪超过临界值时，区域内人员撤离，切断电源，钻屑法超过临界值时停产卸压，无冲击危险时可恢复生产。

6.3、工作面水力制裂

在工作面每20m施工一个水力制裂钻孔，共8个，开孔位置，距硬帮两米，与顶板垂直，孔径φ60mm，孔深12m，第一次开采前，第二次回采10m进行，注水达到钻孔周围5m，锚杆、锚索淋水时注水结束。

7、结束语

实践证明，大采高工作面在经济上有着巨大的优势，不规则块段的回采，提高了资源回收率，创造了效率，随着采深的增加，地层应力也不断的增大，防冲击危险性也增大，给生产带来一定困难和危险。煤炭资源是不可再生的能源，提高回采率，安全回采是煤矿人追求的目标，在大倾角、大采高地质复杂条件下进行开采，加强技术攻关是关键，只要措施得力得当，消除不安全因素，能够实现安全生产。

参考文献：

[1]孟磊、姜坤、煤矿工程采矿技术与施工安全管理分析【j】科技风2016（08）【9-29】

[2]李建斌、采煤方法的选择原则及影响因素探析煤【j】。010【07】