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[摘 要]大顶煤矿15#煤层，属于复合煤层，煤层结构极为复杂，有四个分层，且上覆煤层15-3、已经回采，而本次开采15-4、15-5和15煤层位于其下方，距离采空区最近3.5米，综放开采过程中可能会出现漏顶、涌水、瓦斯突出、应力集中等安全问题，故此对回采工艺研究，确保安全回采显得极为重要。
[关键词]近距离、采空区、回采工艺
中图分类号：S237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0236-03
1 概述
1.1 煤层概况
大宝顶煤矿15#煤层分为15、15-4、15-5三层煤，间距为0.8～1.2m，其中15-4与15-5煤层具有明显的复合特征，煤矸互层，煤矸厚度累计为2.86m；15-4、15-5煤层与下伏的15#煤层具有较明显的分层特征，之间的夹矸厚度达到0.46m，15#煤层一般分为两层，中间含一层夹矸，夹矸厚度0.16m，15#煤层平均厚度4.92m。（见图1煤层综合柱状图）
1.2 工作面布置参数
该工作面布置为走向长壁式，运输顺槽与回风顺槽基本沿煤层底板布置，煤层倾角为32°～42°，平均为36°。属于大倾角煤层综放开采。工作面走向长度773m，倾向长度106m，面积81938m2，可采储量307267.5t（煤帮推进量）。
工作面两顺槽采用锚杆锚索支护，圆弧拱形断面，满足通风、运输及行人的需要见图2。
2 综采放顶煤
2.1 放顶煤工艺
对于大倾角煤层，沿走向推进的工作面，需要研究沿工作面方向或支架方向的放煤顺序。放顶煤顺序有两种方式，及由上向下与由下向上放顶煤。
由于沿倾斜方向放煤漏斗的不对称性，如图2所示，放煤漏斗线向倾斜上方偏移。
考虑到上述特征，在大倾角特厚煤层沿走向推进的工作面，放煤顺序必须有所改变。另外，如果采用由上向下放顶煤易造成下部放顶煤时混矸，影响煤质；且与工作面割煤、移架等顺序相反，易造成工序混乱。
因此，在本工作面大倾角厚煤层应沿着倾斜方向，由下向上放煤。这样放煤顺序既减少了矸石的混入，又便于工作面的管理。
由于放煤漏斗向倾斜上方延伸，下部第一个支架的放煤量最大，之后，各支架放煤量依次减小。如图2所示。
（1）放顶煤工艺的原则
要求保证有安全的割煤、移架和放煤的间距，防止支架空顶，防止工作面的漏矸、片帮。要求把放煤步距、移架步距与直接顶垮落步距统一起来，要求依次、连续跟进、顺序地放煤，根据已回采21151、21153工作面的经验，工作面支架初撑力小于10Mpa时工作面严禁放顶煤。
（2）放煤工艺
根据我国十几年综放开采的经验，结合大宝顶煤矿综放工作面，放煤工艺应遵循以下原则：单轮、顺序、均匀放煤，大块破碎，见矸关门。
2.2 放煤开始时间的确定
本综放工作面采煤工艺设计为单向割煤，煤炭采放平行作业。所谓采放平行作业就是随着采煤机的割煤依次移架，依次放煤。放煤工序始终滞后移架工序进行。为保持工作面出煤的连续性及满足工作面运输巷设备的运载能力，放煤工序在空间上是机组上返空刀上行时操作。
2.3 初次放顶煤的方法
因为在初次放顶煤时，矿压未明显显现，顶板尚未开始活动，顶煤破碎不充分，因此，可以在初次放顶煤时采用以下方法：
①放慢割煤速度和移架速度，增加空顶时间；
②连续升降支架的顶梁和尾梁，使顶煤松动、离层、破碎和垮落，但升降幅度不宜过大，一般在200～300mm之间；
2.4 放顶煤工艺要求
（1）放煤工作是在机组上返清扫浮煤时进行，放煤步距要保持0.6m。
（2）放煤时，先收回放煤插板，并操作尾梁千斤顶，使尾梁摆到适当位置，以便能使顶煤直接流入后部输送机。放煤时，可多次反复地摆尾梁使大块煤破碎，便于放尽。放煤过程中如遇见大块煤，应用尾梁将大块挤碎或用插板将大块煤捣碎。见矸停止放煤，并伸出插板封住矸石，使矸石不能滑入后部输送机，最后完成放顶煤工作；
（3）放煤时，必须注意后部输送机中运煤量的情况，可以从放煤量和放煤时间上进行控制，使输送机不致于超负荷运行，达到能均匀输送的目的；
（4）放煤时，必须同时进行喷雾防尘，以利于工人身体的健康。
3 特殊地段支护技术方案
该工作面特殊地段主要包括：受构造影响的破碎带、采空区、端头等等。
3.1 破碎带处理
对于破碎顶板或破碎顶煤，在利用支架伸缩梁及护板帮、侧护帮等机构仍无法控制架间或架前漏顶的情况下，可在支架上方采用铺设顶网的工艺。铺设顶网工艺的目的就是使得在支架上方人为形成一层假顶，保证工作面支架上方的破碎体得到有效控制，以免使得支架上方漏空造成支架不接顶，从而使得支架失稳。铺顶网要求如图5所示。
3.2 冒落区（采空区）—楼层支护法控顶
楼层支护法是在综采工作面发生冒落高度较大时采用锚索、锚杆、钢筋托梁、金属网护顶，锚索、锁具、钢梁、木材构造楼层的一种新的处理方法。
楼层支护法是在高冒区顶板稳定后采取先护顶再架设楼层的支护方法。具体方法：（1）在冒顶区进行“敲帮问顶”等隐患排查，在矸石堆上打好排柱距为1.0m×1.0m的戴帽点柱并铺金属网临时支护顶板，（2）安装顶板离层仪；（3）锚索、锚杆、钢筋托梁、金属网联合支护顶板，形成楼顶；（4）用锁具正反安法稳固锚索以起吊钢梁；（5）采用半圆木架“#”型木垛，多台液压张力千斤顶同时拉紧锚索，以形成稳固“楼层”。（6）“楼层”以此循环至液压支架支护的高度为止。（7）在支架前端的位置采用单体液压支柱支护钢梁。
3.3 端头处理
机头上部分别采用单体支柱配合2.5m长新鲜半圆木支护顶板，柱距1.0m，排距0.8m。靠采空区切顶排柱距0.2m。特殊段采用架棚方式进行加强维护。
3.4 综放期间工作面涌水及瓦斯涌出情况
3.4.1 工作面探放水
对上部老空区采用瞬变电磁仪，结合探放水钻具进行探测核实，期间实测工作面涌水量最大为2.4m3/h，最小为0.6m3/h，回采工作面采用输排的方式进行排水。
3.4.2 瓦斯治理
运用预裂和高压切割技术进行增透，采用顺层打抽排孔进行抽放，实测瓦斯涌出量绝对涌出量为：1.5m3/m，相对涌出量为：1.97m3/t。符合治理达标安全回采要求。
4 結论
（1）21152综放工作面巷道在掘进施工过程中，回风巷处于上层煤煤柱应力集中区之下，且处于断层等地质构造区，上端头维护较困难。
（2）针对破碎顶煤易造成支架失稳的问题，采取了支架上方全长挂（1.2×6.0m）的新工艺，解决了破碎顶煤的支护问题，同时在拉架过程中严格执行牵线拉架保证工作面“三直两平”，二次辅助调架防止工作面架前漏货；
（3）针对大倾角工作面设备易滑倒的问题，采取了前后溜子安装防滑缸、下端头机头（机尾）安装单体戗柱的措施，拉架、推溜从下网上的方式，解决了大倾角工作面设备的防倒防滑问题；
（4）工作面在安装期间更改了支架的侧护，将前后侧护分开控制。在发生支架甩尾时拉架过程中收拢前侧护，打开后侧护拉架便能解决甩尾问题。当遇到特别甩尾现象是，使用单体柱配合辅助蹬架。在综放工作面开采过程中，必须及时调整支架姿态，做到防微杜渐。
参考文献
[1] 综采放顶煤工作面岩层控制与工艺参数优选.作者：史元伟.超星阅读.矿业工程.
[2] 综采放顶煤的发展与创新.作者：肖海涛.超星阅读.矿业工程.
[关键词]近距离、采空区、回采工艺
中图分类号：S237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0236-03
1 概述
1.1 煤层概况
大宝顶煤矿15#煤层分为15、15-4、15-5三层煤，间距为0.8～1.2m，其中15-4与15-5煤层具有明显的复合特征，煤矸互层，煤矸厚度累计为2.86m；15-4、15-5煤层与下伏的15#煤层具有较明显的分层特征，之间的夹矸厚度达到0.46m，15#煤层一般分为两层，中间含一层夹矸，夹矸厚度0.16m，15#煤层平均厚度4.92m。（见图1煤层综合柱状图）
1.2 工作面布置参数
该工作面布置为走向长壁式，运输顺槽与回风顺槽基本沿煤层底板布置，煤层倾角为32°～42°，平均为36°。属于大倾角煤层综放开采。工作面走向长度773m，倾向长度106m，面积81938m2，可采储量307267.5t（煤帮推进量）。
工作面两顺槽采用锚杆锚索支护，圆弧拱形断面，满足通风、运输及行人的需要见图2。
2 综采放顶煤
2.1 放顶煤工艺
对于大倾角煤层，沿走向推进的工作面，需要研究沿工作面方向或支架方向的放煤顺序。放顶煤顺序有两种方式，及由上向下与由下向上放顶煤。
由于沿倾斜方向放煤漏斗的不对称性，如图2所示，放煤漏斗线向倾斜上方偏移。
考虑到上述特征，在大倾角特厚煤层沿走向推进的工作面，放煤顺序必须有所改变。另外，如果采用由上向下放顶煤易造成下部放顶煤时混矸，影响煤质；且与工作面割煤、移架等顺序相反，易造成工序混乱。
因此，在本工作面大倾角厚煤层应沿着倾斜方向，由下向上放煤。这样放煤顺序既减少了矸石的混入，又便于工作面的管理。
由于放煤漏斗向倾斜上方延伸，下部第一个支架的放煤量最大，之后，各支架放煤量依次减小。如图2所示。
（1）放顶煤工艺的原则
要求保证有安全的割煤、移架和放煤的间距，防止支架空顶，防止工作面的漏矸、片帮。要求把放煤步距、移架步距与直接顶垮落步距统一起来，要求依次、连续跟进、顺序地放煤，根据已回采21151、21153工作面的经验，工作面支架初撑力小于10Mpa时工作面严禁放顶煤。
（2）放煤工艺
根据我国十几年综放开采的经验，结合大宝顶煤矿综放工作面，放煤工艺应遵循以下原则：单轮、顺序、均匀放煤，大块破碎，见矸关门。
2.2 放煤开始时间的确定
本综放工作面采煤工艺设计为单向割煤，煤炭采放平行作业。所谓采放平行作业就是随着采煤机的割煤依次移架，依次放煤。放煤工序始终滞后移架工序进行。为保持工作面出煤的连续性及满足工作面运输巷设备的运载能力，放煤工序在空间上是机组上返空刀上行时操作。
2.3 初次放顶煤的方法
因为在初次放顶煤时，矿压未明显显现，顶板尚未开始活动，顶煤破碎不充分，因此，可以在初次放顶煤时采用以下方法：
①放慢割煤速度和移架速度，增加空顶时间；
②连续升降支架的顶梁和尾梁，使顶煤松动、离层、破碎和垮落，但升降幅度不宜过大，一般在200～300mm之间；
2.4 放顶煤工艺要求
（1）放煤工作是在机组上返清扫浮煤时进行，放煤步距要保持0.6m。
（2）放煤时，先收回放煤插板，并操作尾梁千斤顶，使尾梁摆到适当位置，以便能使顶煤直接流入后部输送机。放煤时，可多次反复地摆尾梁使大块煤破碎，便于放尽。放煤过程中如遇见大块煤，应用尾梁将大块挤碎或用插板将大块煤捣碎。见矸停止放煤，并伸出插板封住矸石，使矸石不能滑入后部输送机，最后完成放顶煤工作；
（3）放煤时，必须注意后部输送机中运煤量的情况，可以从放煤量和放煤时间上进行控制，使输送机不致于超负荷运行，达到能均匀输送的目的；
（4）放煤时，必须同时进行喷雾防尘，以利于工人身体的健康。
3 特殊地段支护技术方案
该工作面特殊地段主要包括：受构造影响的破碎带、采空区、端头等等。
3.1 破碎带处理
对于破碎顶板或破碎顶煤，在利用支架伸缩梁及护板帮、侧护帮等机构仍无法控制架间或架前漏顶的情况下，可在支架上方采用铺设顶网的工艺。铺设顶网工艺的目的就是使得在支架上方人为形成一层假顶，保证工作面支架上方的破碎体得到有效控制，以免使得支架上方漏空造成支架不接顶，从而使得支架失稳。铺顶网要求如图5所示。
3.2 冒落区（采空区）—楼层支护法控顶
楼层支护法是在综采工作面发生冒落高度较大时采用锚索、锚杆、钢筋托梁、金属网护顶，锚索、锁具、钢梁、木材构造楼层的一种新的处理方法。
楼层支护法是在高冒区顶板稳定后采取先护顶再架设楼层的支护方法。具体方法：（1）在冒顶区进行“敲帮问顶”等隐患排查，在矸石堆上打好排柱距为1.0m×1.0m的戴帽点柱并铺金属网临时支护顶板，（2）安装顶板离层仪；（3）锚索、锚杆、钢筋托梁、金属网联合支护顶板，形成楼顶；（4）用锁具正反安法稳固锚索以起吊钢梁；（5）采用半圆木架“#”型木垛，多台液压张力千斤顶同时拉紧锚索，以形成稳固“楼层”。（6）“楼层”以此循环至液压支架支护的高度为止。（7）在支架前端的位置采用单体液压支柱支护钢梁。
3.3 端头处理
机头上部分别采用单体支柱配合2.5m长新鲜半圆木支护顶板，柱距1.0m，排距0.8m。靠采空区切顶排柱距0.2m。特殊段采用架棚方式进行加强维护。
3.4 综放期间工作面涌水及瓦斯涌出情况
3.4.1 工作面探放水
对上部老空区采用瞬变电磁仪，结合探放水钻具进行探测核实，期间实测工作面涌水量最大为2.4m3/h，最小为0.6m3/h，回采工作面采用输排的方式进行排水。
3.4.2 瓦斯治理
运用预裂和高压切割技术进行增透，采用顺层打抽排孔进行抽放，实测瓦斯涌出量绝对涌出量为：1.5m3/m，相对涌出量为：1.97m3/t。符合治理达标安全回采要求。
4 結论
（1）21152综放工作面巷道在掘进施工过程中，回风巷处于上层煤煤柱应力集中区之下，且处于断层等地质构造区，上端头维护较困难。
（2）针对破碎顶煤易造成支架失稳的问题，采取了支架上方全长挂（1.2×6.0m）的新工艺，解决了破碎顶煤的支护问题，同时在拉架过程中严格执行牵线拉架保证工作面“三直两平”，二次辅助调架防止工作面架前漏货；
（3）针对大倾角工作面设备易滑倒的问题，采取了前后溜子安装防滑缸、下端头机头（机尾）安装单体戗柱的措施，拉架、推溜从下网上的方式，解决了大倾角工作面设备的防倒防滑问题；
（4）工作面在安装期间更改了支架的侧护，将前后侧护分开控制。在发生支架甩尾时拉架过程中收拢前侧护，打开后侧护拉架便能解决甩尾问题。当遇到特别甩尾现象是，使用单体柱配合辅助蹬架。在综放工作面开采过程中，必须及时调整支架姿态，做到防微杜渐。
参考文献
[1] 综采放顶煤工作面岩层控制与工艺参数优选.作者：史元伟.超星阅读.矿业工程.
[2] 综采放顶煤的发展与创新.作者：肖海涛.超星阅读.矿业工程.