孤島工作麵回采技術探討
應用技術
作者：王從躍
[摘 要]針對孤島工作麵回采過程中出現的兩巷變形嚴重、工作麵片幫、頂板管理難度大、礦壓顯現劇烈等一係列技術難題，通過對礦壓監測數據分析，結合礦井生產實際，調整了超前支護範圍及支護強度，製定了控製采高、帶壓移架等回采技術措施，確保了孤島工作麵的順利回采。
[關鍵詞]孤島工作麵； 礦壓監測； 超前支護； 回采技術
中圖分類號：TD353 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）34-0224-01
1、前言
在煤礦開采過程中，受地質條件、煤層賦存狀態、回采技術水平以及采掘接替等因素的影響，礦井采區內工作麵之間有時被迫采用跳采接續方式進行回采接替，不可避免的在采區內形成孤島工作麵。孤島工作麵不同方向支承壓力的疊加，造成是孤島工作麵煤體破碎、礦壓顯現劇烈、頂板管理難度大的主要原因。
淮北礦業集團許疃煤礦7227孤島綜采工作麵，受支承壓力的疊加，工作麵上下兩巷巷道嚴重變形，嚴重威脅人員出入及機械設備的安全運行，同時工作麵內支架載荷增加，出現大麵積片幫現象，嚴重時會造成支架壓死、設備損壞，片幫的煤體會封堵工作麵安全出口，同時導致瓦斯湧出量增加等工程災害。因此，如何確定孤島工作麵回采時的技術措施，避免此類工程災害的發生，實現7227孤島工作麵的安全回采，是擺在集團公司及許疃煤礦麵前的一道技術難題。
2、工作麵概況
7227綜采工作麵位於82下采區左翼一階段，南到81采區與82下采區分界線，西到82下采區分界線，北到大巷保安煤柱線，東鄰7229工作麵（已回采），工作麵外段上覆7127綜采工作麵（已回采）。走向平均長1150m，傾向平均寬175m。
工作麵為72煤層與上部71煤層呈分岔合並關係，層間距在0.7～4.0m，平均1.5m，工作麵外段布置在7127綜采工作麵采空區下，距采空區0～4m，平均1m左右，再生頂板比較破碎，裏段為合並區，走向537m，平均煤厚5.2m，外段分岔區（72煤）走向620m，平均煤厚2.6m，賦存穩定。
工作麵地質構造複雜，總體上為南北走向，向東傾斜的單斜構造，工作麵煤層走向有幾處小起伏，煤層傾角5～35°，平均15°。工作麵老頂為細砂岩，厚度為16.26～25.48m，平均21.74m，直接頂為泥岩，厚度為0.7～4.0m，平均2.3m，直接底為泥岩，厚度為2.05～2.43m，平均1.49m，基本底為細砂岩，厚度為9.39～15.30m，平均12.05m。
3、礦壓顯現規律研究
工作麵液壓支架逢5架安裝1塊雙指針抗震壓力表，量程60MPa， 壓力表位置統一，損壞的壓力表及時更換，監測數據每小班記錄一次。每班安專人對工作麵支架及兩巷支柱進行觀測，對兩巷頂底板及兩幫移近量進行觀測，根據所測數據分析出來壓步距、強度等礦壓參數及頂板活動規律。
通過對工作麵支架近幾個月的礦壓監測數據分析，該工作麵綜采支架的工作狀態分為四個階段，即初撐力狀態、一次增阻、多次增阻、降阻四個表現形式。通過分析，初撐力狀態時，頂板來壓主要由煤體支撐，呈現懸臂梁的形式，支架處於主動支撐，故保持在初撐狀態；一次增阻時，在工作麵來壓之前，工作麵頂板處於“煤壁—支架—采空區已冒落矸石”的支撐形式，頂板下沉速度慢，隨著頂板下沉支架載荷逐漸增大；經過一次下沉後形成一個暫時的平衡，減少了支架的載荷增加速度，經過一段時間後頂板再次快速下沉，使支架載荷增大速度加快，形成多次增阻。工作麵周期來壓後，頂板壓力較小，隨著支架的前移，頂板冒落的矸石進一步充填采空區，減少了頂板傳給支架的載荷，形成降阻。
從頂板來壓監測結果看，孤島工作麵頂板壓力較大，兩端頭和工作麵中部頂板來壓時，均有接近支架額定工作阻力的載荷出現，甚至有超過支架工作阻力的衝擊載荷出現。
回采初期，兩巷圍岩沒有沒有太大變化和非孤島回采變化一致；推進一段距離後，兩巷圍岩開始劇烈。回采期間，兩巷支承壓力影響範圍達100m以上，超前工作麵煤壁30～40m範圍內，巷道底鼓嚴重，兩幫移近量大，有效斷麵急劇縮小，影響工作麵正常回采，須安排人員進行刷幫臥底。