试析综采工作面安全快速高效过陷落柱技术

（枣庄矿业集团矿业管理有限公司太岳分公司，山东 枣庄 277100）

陷落柱是井下采矿工作面常见的一种地质构造，在一定程度上破坏可采矿层，减少矿产整体产量，影响正规采矿；陷落柱附近矿层顶板破碎易发生冒顶片帮事故，矿井在接近陷落柱时工作面瓦斯涌出量可能急剧增大，易发生瓦斯事故，带压开采矿井遇导水陷落柱时可能发生矿井突水事故，对矿矿安全生产造成影响。因此，工作面过陷落柱应该选择合适方法，且制定过陷落柱的安全措施，提升综采工作面过陷落柱的速度，以此来确保安全推过工作面陷落柱。提升矿井的综合经济效益。

1 关于陷落柱概述

岩溶是发育广泛分布在石灰岩地层中的，由于流动的地下水经过长时间的溶蚀作用最终形成。在石灰岩中溶洞发育越来越成熟，通过地下水的持续不断溶蚀，洞穴就会越来越大。在地质构造力与上部覆盖岩层重力的作用下，有一部分溶洞会出现裂缝，严重的还会出现坍塌的现象，在这种条件下覆盖在最上边的矿系地层就会开始出现陷落，矿层就开始遭到严重破坏，由于这种塌陷呈现出来的是一种圆形或者不规则的椭圆形柱状体，因此被称为陷落柱。

陷落柱的主要特征体现在以下几点：第一点，陷落柱总体形态呈现一种上小下大的不规范形状[1]。它们在水平切面上主要呈现出来的是一种椭圆或者扁圆形，直径大小也存在很大不同。第二点，陷落柱的岩石棱角分明，整体形状不规范，排列顺序紊乱，大小混杂，在一定程度上为黏土填充进行粘结。例如在某一层位观察陷落柱中的岩块特征，在一定程度上能够发现它们之间是来自同一层位置上的岩层与矿层。第三点，陷落柱和围岩的接触界面呈现一种不规则锯齿形状，界线也非常明显，整体接触面中的角度呈现上大下小，通常在55°～87°两者之间，76°是最常见的，接触过程中的围岩产状也都是属于正常范围，同时接触带中的矿层与顶底板也不存在牵连现象的发生，当接近陷落柱到4m～6m时，岩层中的裂隙就会开始逐步发育，矿层就会显示破碎的形状，在这种情况下就能够看见落差不大的小正断层，断层的整体走向和柱体两者之间呈现出来的是一种相切的状态。在陷落区中的边缘地带有的柱内会出现干燥无水的状态，第四点，地貌上陷落区中的形状绝大多数呈现出来的是一种椭圆形或者扁圆形的陷落盆地。外围中的岩层形状呈现出来一种正常、连续性状态，盆地中会常常被其他不同地层中的岩矿碎块来进行填充，没有层序，并且呈现出来一种混乱的堆积状态。第五点，陷落柱锥形体中的中心轴和岩层层比较相似，呈现出来垂直的状态。因此，在倾斜岩层里边的陷落柱就会开始发生歪斜，在水平投影图中其他矿层中的陷落柱范围也不是进行完全的重叠。

2 地质构造与合茬之前的准备

第一点，确定过陷落柱范围，要想防止其他丢矿的现象发生，在进行快速合茬之前，一定要提前确定陷落柱的应用范围。在对其进行边探边掘的过程中，来进一步确定陷落柱推进方向的外部范围，在施工联络巷一的状态下，再从皮带顺槽陷落柱中的揭露处应用打探眼的方式来确定整个工作面的应用范围。

第二点，工作面地质状况，工作面地质构造是一个复杂的过程，在对其进行掘进的过程中，轨道顺槽会在短时间内揭露出来两个陷落柱构造，皮带顺槽在一定程度上还能够揭露出来两个陷落柱的整体构造。当陷落柱是一种弱充水型时，主要应用的填充物包括：泥岩、细砂岩、肉红色粗砂岩、灰岩块等。在就能够有效避免工作面在进行推进过程中直接越过陷落柱，在工作面后期进行施工过程中还可以沿着陷落柱提前进行施工辅助顺槽与联络巷，这样在一定程度上就能够减小对回采工作产生的影响。

第三点，工作面应用SGZ750/350型号的刮板输送机，这种型号输送机中的溜头与溜尾都是一种特殊节，在所有条件都结束以后，在一定程度上就可以把矿机运行到陷落柱以下中的正常回采段，其他多余电缆再进行回缩，进而造成刮板输送机开始解体，在对正常溜槽进行操作过程中一般都会回撤四节，再把溜头段中的四节中的特殊节运送到陷落柱以下回采段来进行合茬。

第四点，当把工作面推进到其他辅助顺槽贯通之前，会提前在辅助顺槽内部中来铺设好运输设备，并且还应该准确计算好和辅助顺槽中的间距，来开展撤面造条件工作。当工作面内造条件中的长度和辅助顺槽为同一个界限时，其他正常的工作面会进一步延展到3.2m以上，以此来保证后期撤面时中掩护架的顺利完成。

工作面造条件与合茬期间注意事项：①在正常推进工作面和联络巷合茬之前，一定要提前对正常推进段来进行调面，只有这样才能够保证工作面和联络巷一内原安设中的支架进行正常合茬。②溜头段有底托盘，在整体运输流头四节特殊节之前，应该对底托盘中的宽度进行全面测量，并且提前清理好各种运输路线，进而保证整个运输工作能够顺利开展。③溜子合茬在应用矿机拖曳电缆时，一定要安设更多人来沿工作面电缆槽进行沿途查看，这样在一定程度上能够防止电缆在日常运行中出现阻碍，当矿机到达溜头之后这部分电缆就应该及时安设电缆夹来进行保护。④当工作面推进到辅助运矿顺槽进行贯通之前，必须在最短时间内计算好和贯通点之间的距离，进而保证造完条件之后的巷道能够有效贯通。

3 控制顶板与截割陷落柱部分技术

当陷落柱岩石处于较低强度的条件下时，可以充分借助采矿机来进行割岩，在进行割岩的过程中一定要积极贯彻后滚筒割底岩与前滚筒割顶岩。这样在一定程度上能够有效避免拉架中顶板掉矸中冒顶现象出现，当陷落柱中少数部分在某一范围之内时，可以充分借助铺设塑编网的方式顺着工作面的方向来架设棚护顶倾向中的方法。当矿墙岩体处于松软的状态下时，再把木锚杆打在矿壁和对岩体进行固结上面。这个时候工作面就会出现片帮，趁此机会把护帮板和伸缩梁来伸出来，当端面距离处于比较大的时候，再实施超前支护。解决超宽端面距的主要发展策略是：再依据矿壁移架中的发展现状和壁片帮尺寸的方式来进行确定。因此，一定要熟练掌握支架操作过程中擦顶带压拉架的现象发生。这样在某种程度上能够有效避免顶板掉渣现象的发生。陷落柱岩石中的顶板完整部分与胶结两者之间是处于一种比较紧密的状态，通常情况下是不会使用铺网护顶的方法，可以直接性的进行拉架。

4 结语

综上所述，特殊地质构造是一个复杂的过程，通过在特殊地质构造中应用综采工作面快速高效平推硬过陷落柱开采技术在一定程度上会减小特殊地质构造过程中对工作面回采产生的影响，进而实现提升矿产资源整体回收率的目的，同时还能够取得更大的经济效益。综采工作面能够在短时间内绕陷落柱开采工艺，进而为矿产企业在大采高复杂地质条件中的工作面设计与回采工艺提供更多技术根据。