1問(wèn)題的提出

　　雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦五采區(qū)是礦主力采區(qū)（占全礦產(chǎn)量的2/3），主要開(kāi)采32^#(采高1.5m)煤層和35^#（采高1.7m）煤層，采區(qū)現(xiàn)有195、196兩個(gè)高檔采煤隊(duì)，分別開(kāi)采32^#、35^#層。32^#、35^#煤層間距50m，工作面單翼走向長(zhǎng)1 000m，傾向長(zhǎng)180m，傾角16°，現(xiàn)已采至二水平以下四段－600標(biāo)高。由于底部35^#煤層賦存條件優(yōu)于頂部32^#煤層，工作面正常推進(jìn)速度底部層快于頂部層。近年來(lái)，礦內(nèi)采取了多種途徑加強(qiáng)頂部32^#層開(kāi)采，但由于條件制約，仍和底部層發(fā)生了重疊開(kāi)采的矛盾。在煤炭企業(yè)推向市場(chǎng)后，對(duì)于生產(chǎn)礦井來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)采煤工作面的停產(chǎn)或減產(chǎn)將直接影響到企業(yè)的效益，蒙受巨大損失。如何科學(xué)合理地控制上下層工作面推進(jìn)步距，控制采場(chǎng)頂板是解決矛盾的唯一途徑。

　　2 采區(qū)狀況和開(kāi)采情況

　　五采區(qū)由于近年開(kāi)采強(qiáng)度的加大，掘進(jìn)工程滯后，采掘接續(xù)工程始終面臨失調(diào)危險(xiǎn)，195采煤隊(duì)開(kāi)采32^#層左七工作面，開(kāi)采2個(gè)月后，196采煤隊(duì)在沒(méi)有其它準(zhǔn)備的情況下，搬進(jìn)了底部35^#層左五工作面。五采區(qū)32^#層、35^#層頂?shù)装迩闆r如表1。

　　表1 32^#、35^#煤層頂?shù)装鍘r性

　　@B5101.htm

　　圖1 工作面平面布置示意圖

　　

　　兩個(gè)壓茬工作面布置情況，如圖1。

　　在底部35^#層左五工作5月份開(kāi)采時(shí)，距頂部32^#層走向步距66m，頂部32^#左七工作面平均月進(jìn)71.7m。底部35^#層左五工作面平均月進(jìn)80m。底部層工作面以每月平均8.3m的速度向頂部層工作面靠近。其后月末兩個(gè)工作面開(kāi)采步距為6月末34m、7月末25m、8月末21m、9月末13m、10月末13m、11月末20m，至11月末時(shí)新工作面出面，底部層采煤工作面搬家，結(jié)束上下層的同時(shí)開(kāi)采。在重疊開(kāi)采過(guò)程中，底部層工作面和兩巷沒(méi)有明顯顯現(xiàn)，頂部層工作面壓力增大，同比以前支柱載荷、頂板下沉發(fā)生了不同程度的加大，上巷發(fā)生片邦，底鼓的巷道變形加大，壓力也較大。

　　3 回采的理論依據(jù)

　　根據(jù)采場(chǎng)布置情況來(lái)看，頂部工作面開(kāi)采對(duì)底部工作面開(kāi)采影響小甚小，而底部層工作面的回采引起的采場(chǎng)垮落和超前壓力將對(duì)頂部層工作面直接構(gòu)成威脅。首先根據(jù)采場(chǎng)巖移情況初步確定兩個(gè)工作面推進(jìn)步距，如圖2。

　　

　　圖2 采場(chǎng)巖移情況示意圖

　　推進(jìn)步距L=Htgδ=50tg75=13m，根據(jù)中間巖層下沉曲線沿工作面推進(jìn)方向分為采動(dòng)影響區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，采動(dòng)影響區(qū)又分為充分采動(dòng)影響區(qū)和變形區(qū)和微變形區(qū)。其次根據(jù)采場(chǎng)頂板冒落過(guò)程和冒落情況，可將巖層縱向分為冒落區(qū)，一沉壓實(shí)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。如圖3所示。

　　

　　圖3 采場(chǎng)巖移情況示意圖

　　頂板縱向冒落區(qū)的高度根據(jù)采高的高度確定h+h_采＝1.5 h、h＝2h_采＝2×1.7＝3.4m，說(shuō)明采場(chǎng)頂板從直接頂冒落，如直接頂厚小于2倍采高，從老頂來(lái)壓時(shí)，頂板巖層冒落2倍采高后開(kāi)始進(jìn)入下沉壓實(shí)階段。另外，從采場(chǎng)頂板活動(dòng)時(shí)間來(lái)分析，采場(chǎng)從直接頂冒落至老頂周期壓平均20m工作面平均月推進(jìn)度80m，也就是說(shuō)從直接頂冒落至老頂下一個(gè)周期來(lái)壓垮落需經(jīng)過(guò)t=20×30/80＝7.5d。而老頂上方巖層由下至上活動(dòng)的周期將更長(zhǎng)?，F(xiàn)假定底部層開(kāi)采后，頂板冒落影響至頂部煤層自老頂周期來(lái)壓開(kāi)始，那么在此周期之內(nèi)頂部工作面推進(jìn)距離為71.7m×7.5d/30=17.9m，由此可得兩工作面推進(jìn)步距＝－4.9m。

　　最后，在考慮頂部層工作面不受底部層工作面開(kāi)采引起的采場(chǎng)冒落、變形影響的同時(shí)，必須考慮兩個(gè)采場(chǎng)應(yīng)力的迭加，由于兩個(gè)工作面均處在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)回采，而且存在一定推進(jìn)步距，采場(chǎng)應(yīng)力不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性的壘加，在回采過(guò)程中確保安全按正常礦壓的1.5倍進(jìn)行管理。

　　4 回采的特殊措施

　?。?）確定壓茬煤層間的推進(jìn)步距，根據(jù)回采理論依據(jù)分析，為確保生產(chǎn)安全，把巖移時(shí)間作為安全系數(shù)，推進(jìn)步距底線確定為13m；在生產(chǎn)中建立采場(chǎng)觀測(cè)小組，每天匯報(bào)分析工作面推進(jìn)情況，工作面支柱載荷和頂?shù)装逡平?，兩巷壓力和變形情況，在沒(méi)有特殊的情況下逐天、逐米將推進(jìn)步距放至底線。如果支柱載荷和頂?shù)装逡平砍^(guò)規(guī)定，立即停掉底部層工作面，采取其它方案。

　?。?）針對(duì)采場(chǎng)應(yīng)力迭加，在開(kāi)采過(guò)程中按1.5倍系數(shù)加強(qiáng)了支護(hù)強(qiáng)度，支柱加密，并在末排柱實(shí)行雙柱切頂。工作面額外配備了50根工字鋼長(zhǎng)梁隨時(shí)應(yīng)對(duì)頂板變化。在兩巷中將超前支護(hù)由20m延為50m，上巷延為100m，并上鋼梁加強(qiáng)護(hù)頂。在開(kāi)采過(guò)程中針對(duì)頂部層工作面上巷發(fā)生的片邦、底鼓現(xiàn)象成立了專門隊(duì)伍進(jìn)行清理維護(hù)。在壓茬工作面推進(jìn)步距接近底線時(shí)，在底部層工作面自上而下每隔10m砌－3m寬矸石墻，來(lái)延緩頂板的冒落和變形。

　　5 結(jié)論

　　通過(guò)科學(xué)分析和具體實(shí)踐，合理控制上下層工作面回采推進(jìn)步距，采取超常措施，完全可以實(shí)現(xiàn)上下層工作面的安全回采。雞西礦業(yè)集團(tuán)東海煤礦通過(guò)實(shí)踐緩解了采面接續(xù)緊張的局面，在面臨停產(chǎn)的狀況下多出原煤22萬(wàn)t，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。