薄煤保护层综采工作面过穿心石门安全技术研究

余有存

摘要：综采工作面一般走向较长，为行人、通风、运输方便经常掘进联络石门，但过穿心石门的情况不多见，尤其在薄煤保护层中牵涉到瓦斯治理的难度。本文针对5121C15薄煤保护层综采工作面在回采过程中穿过-780中央石门，在顶、底板管理和“一通三防”管理方面采取的安全技术进行了总结，具有一定借鉴意义。

关键词：薄煤保护层综采穿心石门顶、底板管理安全技术“一通三防”治理技术

0引言

淮南矿业集团谢一矿回采的5121C15薄煤保护层综采工作面在回采过程中，将穿过780中央石门。该石门支护方式为U型棚加锚喷支护，工作面通过该石门程序为：工作面在石门下方→工作面穿透石门→作面进入石门上方，将给工作面顶底板管理带来极大安全威胁。另外由于工作面过石门期间，受采动影响，石门部分区域巷道将受到严重破坏。透采空区段和采空区连通，受漏风的影响、通风系统的改变、大气压的变化可能会导致采空区内瓦斯气体的涌出，将会严重影响工作面安全生产。为了确保工作面安全通过780中央石门，特制定了以下的技术方案。

1工作面地质概况

5121(5)工作面南起望井工广煤柱线及F13--4-1断层，北至F12-11断层：C15煤层总厚0.39～1 31 rn，平均1.0m，煤层倾角19°～22°，平均20°；工作面设计走向长1340米，倾斜长150-195米；上风巷标高-706m，下机巷标高-780m，切眼布置在-780m中央石门以南约20米位置，收作线在V-VI线以南约125米位置。

2采煤方法及回采工艺简介

2.1开采方法51 21(5)工作面属保护层开采，考虑到工作面煤层薄，为尽快打开被保护层，采用薄煤层综合机械化走向长壁后退式回采，全部垮落法管理顶板。

2.2回采工艺①工艺流程：煤机自上端头斜切进刀一移机尾一反向割三角煤一下行割煤一移架一抵车一下端头斜切进7]--,移机头一反向割三角煤一上行割煤。②进刀方式：采用端头斜切进刀，反向割三角煤方式，往返一次进两刀。③支护方式：采用ZY5000／8.5，17D型掩护式液压支架及机头、机尾各三架ZY5000／1 1／26D型掩护式端头液压支架支护顶板。④落煤方式：采用MG2×1 60／71 0-WD型双滚筒采煤机落煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤。

3工作面过石门段技术方案

3.1过石门期间顶板管理技术方案

3.1.1过石门前处理方案提前走向30米将-780m中央石门中的U型棚、绞车、轨道、台阶、电缆、风管、水管、排水管及其他管路，拆除运走，具体分工如下：①回收：负责拆除780m中央石门中的各种管路；-780m中央石门中顶板见C15煤层处向南12m的替U型棚工作(该12米段为一780m中央石门中顶板见C15煤处向南至底板见C15煤段)：拆除780m中央石门中的起吊梁及绞车。②运输：负责拆除780m中央石门中的轨道。③修护：负责在一780m中央石门中装设木垛。④替棚要求：采用一梁两柱全坑木棚将780m中央石门中见C15煤层处向南12m段U型棚替换掉，替棚时严格按照先套后回的原则进行，支柱采用带牙口圆木。⑤装木垛要求：a-780m中央石门中项板见C15煤处向东10m至向西20m范围内装“#”型空心木垛：顶板见C15煤处向西10m至25m范围内装实心木垛：顶板见C15煤处向西25m至30m范围内装空心木垛。b装设木垛前，必须把该段墟矸及杂物清理干净，确保木垛装在实体上。c装设木垛时，木垛要垂直顶底板并用木楔打上劲，木垛的木料要十字交叉对齐、垂直。实心木垛的木料之间必须密实，不留空隙。

3.1.2过石门期间顶板管理安全技术过石门期间，石门对工作面顶板影响段为工作面下端1架一17架范围，重点加强该段工作面顶板管理。①工作面过780m中央石门期间，基本支架采高必须控制在1.5～1.6m，严禁超高回采。②工作面过-780m中央石门期间，采煤机割煤至下端头55m范围，如顶板破碎，必须超前管理煤壁及顶板，及时拉架。③工作面揭露中央石门后，煤机立即停止割煤并后退煤机，采用人工刨煤，人工拆除外露的木垛，严禁用煤机硬割木垛。拆除木垛时使木垛与工作面正常段顶、底板沿走向、倾向衬成一致，严禁出现台阶，以防损坏推溜装置，并确保支架平整。④人工超前拆除木垛时，拆除点上方煤壁至链板机电缆槽之间用2m长的木料及金属网挡实，防止上方煤壁片帮或顶板掉顶伤人。⑤过中央石门期间，揭露处应安排操作熟练的支架工操作，采用带压擦顶移架。移架时，要两人协同作业，一人移架，一人观察底板。严禁有超过支架侧护板2／3以上落差，防止支架钻底出现咬架现象。⑥过中央石门期间，中央石门影响区域，如片帮、掉顶严重时，可采用提前架设顺山棚或走向棚接实前梁的方法进行。a架设顺山棚：采用梁为中20cm(长度视具体情况而定)半圆木，支柱为DZ型单体支柱，一梁二柱托住煤帮顶板，再用半圆木架设#宇型将顶过严接实，顶板控制住后，稍降支架托住顺山半圆木后再打上劲，使半圆木托至支架前梁上，确保支架前梁与顶板接实。b架设走向棚：采用φ20cm(长度视具体情况而定)半圆木，一端搭在支架架头上，搭接不少于200mm，另一端靠煤壁侧用DZ型单体做支柱，每架架头使2棚，再用半圆木架设#字型将顶过严接实，若连续片帮范围超过3架时，要在走向棚下靠煤壁侧架设顺山棚加强支护，顺山棚用半圆木当梁，支柱用DZ型单体支柱，一梁二柱支护顶板。c架棚时安全注意事项：处理点上方煤壁至链板机电缆槽之间用2m长的木料及笆片挡实，防止上方煤壁片帮或顶板掉顶伤人，由班长现场指挥，作业时严格执行敲帮问顶制度，及时找掉浮煤矸，并确保退路安全畅通。

3.1.3过石门期间煤机操作安全技术①工作面揭露中央石门后，煤机立即停止割煤并后退煤机，严禁用煤机硬割木垛。②人工拆除木垛前，煤机停放在作业地点以外15m，切断煤机及电源，脱开离合器。③煤机司机割煤过程中，必须密切观察煤帮情况，一旦发现暴露在工作面中的木料、锚杆、钢筋笆片等必须必须立即停机先处理掉，然后方可用煤机割煤。

3.1.4过石门期间工作面影响段底板管理及防止支架下沉安全技术过石门期间，石门对工作面底板影响段为工作面下端17架～33架范围，重点加强该段工作面底板及支架管理，必要时及时抬架用硬料铺底，防止支架下陷。①工作面移车前，必须对对应工作面段底板打探眼，探眼垂直底板。沿工作面倾斜方向每隔1米打一个探眼，眼深1.2米，发现底板空洞处及时用墟煤充填严实并铺设方木，防止链板机及综采支架下沉，确保抵车后链板机平、直、稳。②采区技术员要认真掌握采界，确保过780m中央石门期间及时在现场给出准确的打探眼位置。

3.2过石门期间“一通三防”治理技术方案工作面过石门巷道影响区域分为三个区域，如图2所示：采塌段约10米(b)，影响区域段约15米(a)，及一般影响区域段约30米(c)。根据不同段的漏风特点进行有侧重的处理。根据过石门的时间，主要按以下三步进行：①过石门之前50m对石门段影响区进行加强支护。并设置相应的栅栏。②采过石门后，对石门进行封闭。

3.2.1过石门之前巷道的预处理①过石门之前20m对石门一般影响区域(c)架设木垛加强支护。②在木垛支护完成后分别在一780底巷和顶板联络巷附近设置调节风墙。③准备好所需要临时密闭的材料。

3.2.2过石门的封闭与监测①加强采煤工作面与石门处的气体监测，及时调整系统，确保安全。②工作面过石门后，立即对调节风墙进行封闭(如图3)，密闭时留设观测孔并布置U型压差计。

3.2.3过石门期间的“一通三防”管理①工作面采透中央石门后，由通风工负责进行通风系统调整工作。②过-780m中央石门期间，由通风工区安专职测气员监测上隅角、工作面、及工作面揭露中央石门处的瓦斯浓度，严禁超限作业。

3.3施工效果①2009年3月20日工作面进入石门影响区至2009年5月2日安全采过一780m中央石门，日进三刀，实现了正规循环。②过一780m中央石门期间，未发生瓦斯、一氧化碳浓度增大及高温等异常情况。③这是谢一矿综采-工作面首次过穿心石门，为今后综采工作面过石门安全技术提供了一定的经验，也给其它矿过类似石门提供一些借鉴。

4结语

①由于780中央石门经过数次挑顶、卧底、改棚，受其影响，该石门对应本工作面C15煤层可能垮落，工作面对应地点形成无煤区，回采期间，要认真加强对工作面煤层状况的观察，认真执行打探眼措施，发现底板空洞及时充填严实并铺设方木，防止综采支架下沉。采区技术员要认真掌握采界，确保过780m中央石门期间及时-在现场给出准确的打探眼位置。②过780中央石门期间，要在工作面的石门暴露处悬挂一灵敏可靠的瓦斯便携仪，随时监测瓦斯浓度，发现异常立即撤人并汇报处理。③通风工区应及时做好过石门的封闭与监测工作，重点加强采煤工作面与石门处的气体监测，及时调整系统，才能确保安全。