浅谈极近距离工作面过下覆小窑盘区的开采技术

侯建国

（晋能控股煤业集团公司云冈矿山西大同037003）

0 引言

同煤集团云冈矿11-1#层311盘区81123工作面，典型极近距离煤层，层间距为0.3 m～1.4 m。特别是临近小窑破坏区，工作面掘进中途揭露小窑巷道巷道；回采过程中揭露一小窑采空区，该范围煤层下沉，煤壁酥松，机道顶板状况差。同层煤体严重受损，蹬空开采，安全生产困难大。

针对此极近距离开采状况，研究与克服下覆小窑空巷、小窑采空区具体工艺和方案进行总结。

1 具体地质状况与设备采选

11-1#层311盘区81123工作面煤层厚度平均2.2 m，煤层倾角3.5°，与11-2#层层间距为0.3 m～1.4 m。工作倾向长134 m，走向长558.2 m，可采走向长410 m。

工作面临近小窑破坏区，开采至123米处56#-70#支架处底板下方揭露两条小窑巷道；两条小窑巷道平行布置在311盘区11-2#层煤层中；工作面开采至278 m处在工作面煤壁74#-83#架对应位置揭露一小窑采空区，该范围煤层下沉，煤壁酥松，机道顶板有一层0.9 m伪顶垮落。

工作面采用倾斜长壁后退式综合机械化的采煤方法，采高为2.3 m。选配MG300/730-AWD型电牵引采煤机，ZY6600/14/28支撑掩护式液压支架88架，ZYG6600/14/28过渡支架2架，ZYZ9500/16/30端头支架2架，SGZ-764／400型刮板运输机1部，JJS-1000/160皮带运输机1部。

2 特殊煤层气体管理和支护

工作面圈定过程中，通过使用灌注罗克休小窑巷道，可快速形成密闭墙体和对小窑巷道进行充填，有效控制了小窑气体向作业工作面的涌入，降低了作业工作面有害气体浓度，并且为工作面回采的过程中安全可靠的通过小窑巷道提供了保障。

开采过程中通过超前探测小窑巷道及采空的位置，科学合理分析小窑分布位置；当工作面与小窑巷道层间距较薄时选择将11-2#层顶板与小窑巷道割通，煤机割煤时将机道余煤填充至小窑巷道内。

当工作面与小窑巷道交叉段割通时，该范围割通面积较大，需采取18 k钢轨在填充区域进行铺设；工作面下覆为小窑采空区时调整开采工艺，降低支架初撑力，延长两巷超前支护，并在小窑采空区两端的工作面机道进行补打锁口梁。

3 回采期间采用的开采工艺及措施

(1)工作面过小窑巷道及采空区平剖面示意图：

图1 工作面过小窑巷道平面示意图

①由于小窑巷道顶板与本工作面底板间距较薄，在采煤机滚筒割煤至小窑巷道正上方时，放慢采煤机割煤速度将小窑巷道与本工作面完全割通，割通后在该段来回反复牵引采煤机割煤，让煤流灌入小窑巷道内，直到机道段下方小窑巷道内完全充填满煤、矸石后，煤机方可继续向前割煤。然后，将该段支架拉前，升起，该段支架的初撑力具体由现场情况而定，不宜升架过紧，以防支架陷下。

②当工作面推进到小窑巷道联络巷与小窑巷道交叉段时，此时采煤机与小窑巷道割通的面积较大，在其内充填煤、矸石至1.5 m高左右后，将采煤机挪离该段，停止采煤机，将采煤机开关打至零位，两滚筒离合器摘开并将运输机闭锁，然后在该段顺着工作面倾向方向铺设一排18 k铁道，铁道长度要尽量与充填区域顺着工作面方向的长度相符。如一排内需铺设多根铁道时，相邻两根铁道间搭接长度不低于1.5 m；铺完铁道后继续用采煤机充填，直至充满煤、矸石等为止。割一刀煤铺设一排铁道，如此循环往复直至推过整条小窑联络巷。

③当小窑巷道与工作面层间距比较厚，煤机正常割煤能与小窑巷道割不通时过小窑巷道技术措施：当煤机割煤时不能小窑巷道直接割通时，在煤机割煤通过小窑巷道上方后留空机道（支架拉前，运输机未推），在未割通小窑巷道正上方工作面底板机道位置打眼儿放松动炮使工作面与小窑巷道塌通，塌通后在该段来回反复牵引采煤机割煤，让煤流灌入小窑巷道内，直到机道段下方小窑巷道内完全充填满煤、矸石后，煤机方可继续向前割煤，然后推展运输机；割一刀煤放一茬炮，如此循环往复直至过完所有小窑巷道。

（2）工作面过小窑采空区示意图及应对措施如下：

图3 工作面过小窑采空区平面示意图

①过小窑巷道采空区期间采煤机采用单向割煤，即采煤机从工作面尾向工作面头割煤时，割煤过程中不推运输机溜槽，只将割过后的支架拉前，直到煤机割完完整的一刀煤后，再将采煤机空刀由头部牵引至尾部，采煤机由头下尾过程中再将煤机后方的溜槽推展；等煤机下尾后再实刀割煤上头，期间每割一刀煤及时伸出前探梁，减小端面距，支架的初撑力具体由现场情况而定，不宜升架过紧，以防支架陷下，此外将尾超前支护长度由20 m增加到70 m。

②过小窑巷道采空区期间在工作面小窑巷道采空两边顶板机道位置，分别打一排锚索对工作面顶板进行支护和锁口，锚索长度为6 m，单排锚索间距1.5 m；如在开采过程中工作面小窑采空区处的顶板出现下沉、破碎或大面积垮落等现象，要根据现场情况对该处顶板进行打锚索维护。

③工作面开采下覆小窑采空区范围：开采此范围为塌陷区，如同开采漏顶工作面，采煤机进入此范围内采用单刀割煤，割完后及时伸出支架前探梁；在小窑巷道采空两边顶板机道位置，分别打一排锚索对工作面顶板进行支护和锁口，锚索长度为6 m。

4 工作面回采结束实践效益

经济效益：云冈矿工作面蹬空开采至工作面停采结束，共采出220 m，较工作面蹬空时停采多采出煤量9.7万吨，按吨煤利润100元计算，创造效益970万元。社会效益：为极近距离工作面过小窑空巷及采空区提供了可靠依据，积累了成功的经验，提高了小窑破坏区域的工作面回采率，避免了蹬空开采造成的一系列问题，实现了安全生产，保证生产任务。

5 结语

云冈矿11-1#81123工作面蹬空开采，情况复杂，空巷较多，下覆采空区跨度大，工作面顶、底板管理困难，该项技术保证了工作面安全生产和回采率。

通过该蹬空工作面的开采技术经验具有典型代表性，能够治理极近距离蹬空工作面的开采问题，能为此等条件工作面开采提供可靠依据，取得了明显经济效益，技术总体水平较高，有很好的推广前景。