1、基本情況
成莊礦是位于沁水煤田的一個井田，地處晉城市內，井田面積74.39Km2。井田內有四層可采煤層,現(xiàn)回采3#煤層。1997年投產，經過投產兩年多的回采摸索，根據3#煤層煤質疏松的特點，確定成莊礦的采煤方法為綜采放頂煤，但成莊礦地質條件復雜，陷落柱、斷層比較發(fā)育，僅在已回采過的采面就已發(fā)現(xiàn)大于30 米的陷落柱28個，在回采過程中，嚴重影響綜采工作面的生產和正常的銜接。
在工作面回采通過陷落柱時，我們一般采用以下三種方法：1）、跳采法：適用于陷落柱位于工作面中部，長軸大于50米以上的情況，但此方法丟煤多，不利于資源管理，且增加巷道掘進量，影響全礦的銜接；2）、硬過法：適用于陷落柱小于40米時，但是其嚴重影響煤質、易造成設備的損壞，并給工作面頂板管理帶來很大難度；3）繞采法：適用于陷落柱長軸60米以上且位于工作面兩端的情況。其中，繞采法又可分為上段繞采和下段繞采。在生產實踐中，從安全管理、設備管理、經濟效益等角度考慮，我們采用下段繞采的次數較多。在此，特別對工作面下段繞陷落柱回采技術做較全面的總結和分析。
2、綜采放頂煤工作面下段繞陷落柱回采技術：
成莊礦布置綜采工作面傾向長度一般在160-210米之間，如果陷落柱發(fā)育在距機尾100米以內，且陷落柱發(fā)育較大，長軸在60米以上，短軸在30米以上時，需從以下方面考慮：
2.1、巷道布置：
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繞陷落柱回采巷道布置從資源回收的角度，要求盡可能減少煤柱損失；從頂板管理的角度，要求巷道布置在頂板完整的煤柱內。從成莊礦井田范圍內已暴露出陷落柱邊緣的頂板情況看，陷落柱周圍5米范圍內的頂板松軟、破碎，在此范圍內做通道或掘進時易造成冒頂、塌矸等事故。為此，開掘繞道時距陷落柱邊緣的煤柱尺寸為5-10米。新切眼和新回風巷的斷面尺寸與原采面巷道設計尺寸一致（巷道布置情況見附圖一）。
2.2、準備撤架通道：
根據設計，在回風巷標注好的停采線位置,當綜采工作面回采至距停采線30米時,必須調整好工作面機頭、機尾的進度，盡量保持機頭、機尾進度相同，隊組值班臺帳要準確記錄每班進度和累計進度，確保撤架通道做完后，工作面能順利與繞道巷道貫通。撤架通道從距停采線13米開始做，具體方法如下：
2.2.1、根據新切眼的長度計算工作面需做通道的架數：
N架數=｛L/1.5｝取整+F
式中: N－工作面做通道的架數
L－新切眼長度
F－多余系數取3-5(為了便于通道處與繞道交界處頂板管理)
2.2.2、撤架通道的支護方式及外形尺寸：
撤架通道采用金屬網、鋼絲繩、板梁等支護。值得注意的是放頂煤支架相對普通支架外形尺寸、重量較大，要求通道高度不小于2.8米,支架梁端距不小于2.4米。
2.2.3、在形成撤架通道的過程中，上網與不上網的支架交接處的工藝管理問題：
2.2.3.1、交接處后溜的管理：
工作面前后溜隨工作面推進而前移，交接處支架應呈臺階狀前移，臺階狀的支架數不少于15架，以滿足后溜在通道交接處的彎曲要求。
2.2.3.2交接處煤幫與頂板的支護：
通道范圍內的支架停止拉架后，煤幫新暴露的頂板由網和板梁支護，沒有上網的相鄰幾個支架，支架呈臺階式拉架也應上板梁支護頂板。（見附圖二）$Page_Split$
3 、小工作面運輸機機尾的確定：
小工作面運輸機機尾類型有兩種：一是簡易機尾，另一是輸送機原機尾。工作面采用簡易機尾安裝、拆除方便，不需要安裝排尾架，新切眼內設備能提前安裝。工作面對接時比較簡單。但對生產中放煤工藝的要求較高，后溜易被壓死。采用原機尾雖然避免了采用簡易機尾的弊病，但原機尾的安裝拆除工作量大，且需安裝排尾架，新切眼內設備不能提前安裝，工作面對接工作量大，影響時間長，不利于采掘銜接的安排。通過對運輸機功率的測試和對運輸機運輸能力的驗算，并經過現(xiàn)場實踐得出結論：在工作面長度不大于120米時，使用簡易機尾，可以滿足安全生產的需要。目前，我礦幾次繞過陷落柱均采用了簡易機尾。
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煤壁 |
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采空區(qū) |
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繞道 |
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附圖二:后溜位置 |
4、支架的撤架、調架：
根據確定好的撤、安第一架的位置開始撤架、調架工作。為保證撤架空間的要求，首先撤出的第一架和第二架直接裝車運走，作為安裝的第一、二架。第三架與第四架作為撤架的掩護架。這里重點談一下第一架抽出后頂板支護和后溜機尾的安裝。當第一架抽出后支架原支護空間被金屬網、鋼絲繩形成的假頂支護。此時，必須及時加強支護，支護方法是垂直工作面架設兩根4米抬棚梁，每根棚下打4根單體柱（見附圖三）。形成一個安全可靠的工作空間，在此處將后溜斷開，在其空間內安裝簡易機尾時，先從斷開處向前拆除兩節(jié)溜槽。然后在此空間內安裝簡易機尾。只有當后溜機尾安裝好后方可進行正常的撤架工作。注意新切眼內安裝的前后溜不要與支架連接。在新安的第一架處放置備用前后溜槽各兩節(jié)。
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陷落柱 |
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需拆的后溜 |
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簡易機尾 |
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5、綜放工作面繞陷落柱后的設備對接:
5.1、確定撤第一架的位置，新切眼安裝第一架的位置：
為了保證小采面架數合理，并考慮到工作面對接時的具體情況，一般確定撤第一架的位置為：停采后支架中心線在繞道巷道中心線以外的第一架。新切眼第一架的安裝位置應外錯撤架前該架在巷道中的位置0.5米。（見附圖四）
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支架中心線 |
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采空區(qū) |
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小工作面 |
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陷落柱 |
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撤出第一架安裝第一架
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附圖四：支架位置示意圖 |
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0.5米 |
5.2、工作面的對接：
在工作面前端與新切眼推進成直巷前5米時，繞道巷內從陷落柱側至工作面最后一個架之間的單體柱不用再回出，并在此處上網，使此處隨工作面的推進形成一個安全可靠的空間，以保證將來出后溜簡易機尾時有足夠的回轉空間。（見附圖五）
工作面對接前要注意控制好小工作面溜子的前后竄。當工作面前段采到和新切眼成一條直線時，必須保證對接時，前段最后一架與第一架的間距為0.5-0.8米(注:大于0.8米時調架工作量過大,小于0.5米時后溜簡易機尾取不出，這個尺寸在采至距對接還有20米前一定要調整好)。小采面與新切眼走齊后開始對接。具體工藝如下：1）、先拆除前溜簡易機尾，將前溜兩節(jié)備用槽與小工作面前溜對接好；2）、再拆后溜使后溜簡易機尾能從原支架預留的空間中撤出，將后溜兩節(jié)溜槽與小工作面后溜對接好；3）、對接前后溜：將新切眼的前后溜分成每十節(jié)槽一組用單體柱向前頂與小工作面的前后溜連接住，最后再將前后溜機尾對好，并接好大鏈試運轉；4）、支架調整：用單體柱將支架位置逐架調整好，并與前后溜連接好。在對工作面設備進行檢查確認沒有問題后，方可開始正常生產。
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陷落柱 |
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：簡易機尾 |
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采空區(qū) |
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附圖五：維護對接后溜位置示意圖 |
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需維護的空間 |
6、結束語：
通過幾年來的實踐，成莊礦通過采用繞陷落柱回采，減少了煤炭損失，有效保護了煤炭資源，提高了巷道利用率，保證了礦井原煤產量的完成和采掘銜接的正常進行，避免了機電設備的損壞、設備配件的大量投入和設備事故的發(fā)生，確保了安全生產和煤質要求，提高了礦井整體經濟效益和生產經營水平。綜放工作面繞陷落柱回采技術作為一種過陷落柱的采煤方法對實際生產活動有一定的指導意義，成莊礦在實際生產中的成功應用充分證明了這一點。
