上、下層工作麵的安全回采
1問題的提出
雞西礦業集團東海煤礦五采區是礦主力采區（占全礦產量的2/3），主要開采32#(采高1.5m)煤層和35#（采高1.7m）煤層，采區現有195、196兩個高檔采煤隊，分別開采32#、35#層。32#、35#煤層間距50m，工作麵單翼走向長1 000m，傾向長180m，傾角16°，現已采至二水平以下四段－600標高。由於底部35#煤層賦存條件優於頂部32#煤層，工作麵正常推進速度底部層快於頂部層。近年來，礦內采取了多種途徑加強頂部32#層開采，但由於條件製約，仍和底部層發生了重疊開采的矛盾。在煤炭企業推向市場後，對於生產礦井來說，任何一個采煤工作麵的停產或減產將直接影響到企業的效益，蒙受巨大損失。如何科學合理地控製上下層工作麵推進步距，控製采場頂板是解決矛盾的唯一途徑。
2 采區狀況和開采情況
五采區由於近年開采強度的加大，掘進工程滯後，采掘接續工程始終麵臨失調危險，195采煤隊開采32#層左七工作麵，開采2個月後，196采煤隊在沒有其它準備的情況下，搬進了底部35#層左五工作麵。五采區32#層、35#層頂底板情況如表1。
表1 32#、35#煤層頂底板岩性
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圖1 工作麵平麵布置示意圖
兩個壓茬工作麵布置情況，如圖1。
在底部35#層左五工作5月份開采時，距頂部32#層走向步距66m，頂部32#左七工作麵平均月進71.7m。底部35#層左五工作麵平均月進80m。底部層工作麵以每月平均8.3m的速度向頂部層工作麵靠近。其後月末兩個工作麵開采步距為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月末時新工作麵出麵，底部層采煤工作麵搬家，結束上下層的同時開采。在重疊開采過程中，底部層工作麵和兩巷沒有明顯顯現，頂部層工作麵壓力增大，同比以前支柱載荷、頂板下沉發生了不同程度的加大，上巷發生片邦，底鼓的巷道變形加大，壓力也較大。
3 回采的理論依據
根據采場布置情況來看，頂部工作麵開采對底部工作麵開采影響小甚小，而底部層工作麵的回采引起的采場垮落和超前壓力將對頂部層工作麵直接構成威脅。首先根據采場岩移情況初步確定兩個工作麵推進步距，如圖2。
圖2 采場岩移情況示意圖
推進步距L=Htgδ=50tg75=13m，根據中間岩層下沉曲線沿工作麵推進方向分為采動影響區和穩定區，采動影響區又分為充分采動影響區和變形區和微變形區。其次根據采場頂板冒落過程和冒落情況，可將岩層縱向分為冒落區，一沉壓實區和穩定區。如圖3所示。
圖3 采場岩移情況示意圖
頂板縱向冒落區的高度根據采高的高度確定h+h采＝1.5 h、h＝2h采＝2×1.7＝3.4m，說明采場頂板從直接頂冒落，如直接頂厚小於2倍采高，從老頂來壓時，頂板岩層冒落2倍采高後開始進入下沉壓實階段。另外，從采場頂板活動時間來03manbetx
，采場從直接頂冒落至老頂周期壓平均20m工作麵平均月推進度80m，也就是說從直接頂冒落至老頂下一個周期來壓垮落需經過t=20×30/80＝7.5d。而老頂上方岩層由下至上活動的周期將更長。現假定底部層開采後，頂板冒落影響至頂部煤層自老頂周期來壓開始，那麼在此周期之內頂部工作麵推進距離為71.7m×7.5d/30=17.9m，由此可得兩工作麵推進步距＝－4.9m。
最後，在考慮頂部層工作麵不受底部層工作麵開采引起的采場冒落、變形影響的同時，必須考慮兩個采場應力的迭加，由於兩個工作麵均處在穩定區內回采，而且存在一定推進步距，采場應力不會發生實質性的壘加，在回采過程中確保安全按正常礦壓的1.5倍進行管理。
4 回采的特殊措施
（1）確定壓茬煤層間的推進步距，根據回采理論依據03manbetx
，為確保生產安全，把岩移時間作為安全係數，推進步距底線確定為13m；在生產中建立采場觀測小組，每天彙報03manbetx
工作麵推進情況，工作麵支柱載荷和頂底板移近量，兩巷壓力和變形情況，在沒有特殊的情況下逐天、逐米將推進步距放至底線。如果支柱載荷和頂底板移近量超過規定，立即停掉底部層工作麵，采取其它方案。
（2）針對采場應力迭加，在開采過程中按1.5倍係數加強了支護強度，支柱加密，並在末排柱實行雙柱切頂。工作麵額外配備了50根工字鋼長梁隨時應對頂板變化。在兩巷中將超前支護由20m延為50m，上巷延為100m，並上鋼梁加強護頂。在開采過程中針對頂部層工作麵上巷發生的片邦、底鼓現象成立了專門隊伍進行清理維護。在壓茬工作麵推進步距接近底線時，在底部層工作麵自上而下每隔10m砌－3m寬矸石牆，來延緩頂板的冒落和變形。
5 結論
通過科學03manbetx
和具體實踐，合理控製上下層工作麵回采推進步距，采取超常措施，完全可以實現上下層工作麵的安全回采。雞西礦業集團東海煤礦通過實踐緩解了采麵接續緊張的局麵，在麵臨停產的狀況下多出原煤22萬t，取得了巨大的經濟效益。
