界沟煤矿缓倾斜三软煤层开采分析

界沟煤矿缓倾斜“三软”煤层开采分析

林闯

（宿州煤电<集团>公司界沟煤矿，安徽 淮北 235100）

摘 要：缓倾斜“三软”煤层开采时，巷道应采用架棚支护，围岩变形量大，生产过程中设备易出现下滑，端面煤岩易片帮、冒顶，影响了工作面的正常回采。针对回采过程中出现的技术难题，从回采巷道布置与支护方式、顶板管理、煤岩活动规律等方面进行分析研究，确保了缓倾斜“三软”煤层工作面的安全高效生产。

关键词：三软煤层；两巷管理；开采分析

DOI：10.3969/j.issn.1671-6396.2013.01.010

1 722

2 工作面概况

界沟煤矿位于濉溪县与蒙城县交界处，矿井年设计生产能力为140万t。7222工作面为东一采区由上向下第二个工作面，其上方为7221工作面及第四系防水煤柱，其下方为7223设计工作面，左邻工广保护煤柱，右为采区边界界沟断层。煤层厚度为3.5～7.0m，平均厚4.2m，倾角为4°～20°，平均10°属于简单煤层结构，局部地段煤厚变化大。7222工作面标高为-354～-415 m，工作面地面标高为+26.8m。该工作面瓦斯含量较高，煤尘有爆炸性。直接顶为泥岩厚度为4～8m；老顶以细粒、中粒砂岩为主，厚度为8～10m。

2 巷道布置及支护方案

该工作面采用走向长壁布置，工作面倾斜长度为176m，走向长度为1209.5m。可采储量为1129648t。上顺槽断面为矩形，支护采用锚杆（索）联合支护，顶部布置6跟D22×2200mm的全螺纹钢锚杆，加铁托盘，配合12#长度为4100mm的槽钢梁，槽钢梁上方覆盖一层菱形金属网支护，正常断面锚杆间排距为700mm×700mm；巷帮均采用规格为D22×2200mm的全螺纹钢锚杆配合180mm×105mm×8mm的金属托盘，采用3900×180×3mm的钢带加钢塑复合网支护帮部；当顶板伪顶发育、遇断层或条件较差时，采用工字钢棚配合以上支护方式。巷道净宽为4m、净高为3.65m，净断面积为14.6m2。下顺槽支护形式同上顺槽；巷道净宽为4.6m、净高为3.65m，净断面积为16.79m2。

3 工作面调架方案

在推进过程中由于下层是煤底，顶板超前压力赶在工作面前方，大部分支架均无支撑力，造成1～23#、40～60#支架出现不同程度的歪斜，其中1～10#架侧护板被挤死，5#、9#架支架底座压在推移杆上。为使工作面正常生产，调整支架操作如下：

（1）靠架调斜作业，被靠支架上方（工作面机尾方向）采用千斤顶配合φ30mm以上链条配套连接环及25T马镫进行，支架下方（工作面机头方向）采用2根4.5m单体配合调架。

（2）支架上方前进行稳固在上方支架立柱上，再使用φ30mm链条及连接环、25T马镫连接千斤顶被靠支架；支架下方一根单体下端打在被调支架下架的支架底座上，上端打在立柱柱窝前方，第二根单体下端打在运输机内，上端打在支架前梁或侧护板上。

（3）确认靠架单体打牢，调架千斤顶紧固后，移架人员缓慢降架，开始移架，移架过程中靠架单体及千斤顶应缓慢供液，严禁猛拉猛供，待支架移到位后，缓慢放掉单体千斤顶，运至指定地点，开始下一个循环。

（4）靠架作业期间应有专人负责，队长现场指挥作业。上、下6架范围内严禁进行其他作业，供液地点应距被靠支架不低于6架。

（5）靠架作业过程中间距大于200mm时，必须使用半圆木一梁二柱加固，防止抽冒。

（6）因工作面局部支架歪斜严重，在靠架作业期间也可根据现场实际情况及支架歪斜程度，选用相适应的调架单体，必须栓奇栓紧防倒绳，并确定所选用调架单体的角度，必须能够打稳打牢单体，在试供液确认安全后，方可进行调架作业，否则严禁施工。

4 顶板管理

在回采过程中，工作面由于受地质条件影响，大面积片帮、掉顶。针对漏顶问题，为了在安全的前提下尽快恢复生产，采取工作面扶大棚、调支架管理。

技术要求：

（1）采取扶走向大棚，每架2根3～4m长11#工字钢梁，每梁不少于两柱，梁间距0.85m，必须梁中间有单体支撑。

（2）工作面提前准备好接顶使用木料及其他材料，保证接顶严实。

（3）大棚使用双层菱形网瞒顶，网与网使用双股扎丝、间距200mm一道，确保移架过程中架间不漏矸石。

（4）为防止煤壁区片帮，在煤帮打玻璃钢锚杆固帮，间排距1m×1m，保证两排锚杆，每孔不少于两卷药。

（5）在冒顶区扶棚必须自上而下的顺序进行，且严禁空顶作业。

5 超前支护方案

回采过程中，针对顺槽巷道围岩变形量大，超前加固、替换问题，上顺槽距离工作面10～30m范围内变形量较大，采取4排单体支柱+铰接顶梁超前支护方法，由于现阶段工作面推进过慢，导致上下顺槽超前范围内压力较大，为保证上端头和安全出口的支护强度，未对顶板槽钢、锚杆进行拆

（下转第30页）

的方式连接而成。直线在Google Earth中的表述通过给定两个点的坐标和高度就能确定，而多点的折线/弥合弧线只需要给定三个或以上的点就可确定。 Google Earth中kml文件形式下“线”表述为：

线

ff0000aa

5

7f0000aa

absolute

Longitude,Latitude,Altitud

其中表示“线串”，用来定义一段折线。以坐标值字符串的形式定义该折线的轨迹。使用元素来描绘组成该线的每个点的坐标，数据格式为“经度，纬度，高度-经度，纬度，高度……”，依次写入各节点坐标和高度就能按序绘制出连接各点的折线，它也支持自定义颜色、线宽和透明度，可以根据航线/程序不同类别采用不同颜色的立体线来表示。

通过修改线kml文件中函数：mane（）设置航线/程序名称，coordinates（）设置节点经纬度坐标和高度，color（）设置线条颜色以及description（）添加备注等信息，保存并加载即可呈现。录入数据后的反向程序[5]呈现效果如图3所示。

4 结语

本文介绍了一种采用Google Earth为开发平台的飞行程序三维航线实时生成仿真模型，该仿真模型的建立解决了仪表飞行程序三维可视化问题，为建立一个可实现飞行程序三维演示和参数化、可视化的飞行程序辅助设计系统提供了先决条件；并且生成的kml文件可实现跨平台呈现，这也大大地提高了模型的参考价值和实用性。

图3 反向程序呈现效果图

参考文献：

[1] 宋柯.三维航空图绘制方法初步研究及实现[J].空中交通管理,2009,

(8):25-27.

[2] KML[EB/OL]./apis/kml, 2005-12-09.

[3] 张宏,温永宁,刘爱利.地理信息系统算法基础[M].北京:科学出版社,

2006:50-51.

[4] 王瑞,纪兵,边少锋.地面上两点间方位角和距离计算的实用公式[J].海

军工程大学学报,2009,21(5):22-26

[5] 国际民航组织.ICAO DOC8168-OPS/611.空中航行服务程序-航空器

运行(第Ⅱ卷)目视和仪表飞行程序设计(第五版)[S].2006.

[作者简介] 李夏（1985-），女，四川广汉籍，硕士，助教，研究方向为空中交通运行环境。

（上接第20页）

除。下顺槽距离工作面20 m范围内变形量较大，采取4排单体支柱+铰接顶梁超前支护方法。

6 结论

（1）回采期间，顺槽巷道围岩变形呈现明显的阶段性，经历围岩变形剧烈阶段、显著阶段、相对稳定阶段3个阶段。与架工字钢对棚支护相比，采用锚网索支护，巷道鼓帮、崩断锚杆，顶、帮破碎下沉明显，并没有起到良好的围岩控制效果。

（2）工作面回采初期采取跟煤顶回采、直接底为泥岩及煤线，加之72煤层顶板砂岩裂隙水较发育，周期来压后出现淋水。因受淋水浸泡底煤，导致支架不同程度歪斜、溜槽上飘，后由沿顶回采过度到沿底回采，对支架歪斜、溜槽上飘、煤壁片帮起到了有效的治理作用。前期虽出现了部分的漏顶、片帮，但及时作出了调整；支架及时跟机移架，严格控制顶梁下降量、降低了支架端头顶板的破碎。保证了工作面顶板的完整性，并结合注马丽散、注水等技术措施，有效地控制端面围岩的稳定性。

参考文献：

[1] 徐永圻.中国采煤方法[M].中国矿业大学出版社,1991.

[2] 约翰等.采煤法[M].煤炭工业出版社,1988.

[3] 张西岭.煤矿开采方法[M].煤炭部教材编辑室,1985.

[作者简介] 林闯（1986-），男，安徽宿州籍，技术员，研究方向为煤矿开采技术。

（a）基线转弯（b）45°/180°程序转弯

（c）80°/260°程序转弯