1、基本情况
成庄矿是位于沁水煤田的一个井田，地处晋城市内，井田面积74.39Km2。井田内有四层可采煤层,现回采3#煤层。1997年投产，经过投产两年多的回采摸索，根据3#煤层煤质疏松的特点，确定成庄矿的采煤方法为综采放顶煤，但成庄矿地质条件复杂，陷落柱、断层比较发育，仅在已回采过的采面就已发现大于30 米的陷落柱28个，在回采过程中，严重影响综采工作面的生产和正常的衔接。
在工作面回采通过陷落柱时，我们一般采用以下三种方法：1）、跳采法：适用于陷落柱位于工作面中部，长轴大于50米以上的情况，但此方法丢煤多，不利于资源管理，且增加巷道掘进量，影响全矿的衔接；2）、硬过法：适用于陷落柱小于40米时，但是其严重影响煤质、易造成设备的损坏，并给工作面顶板管理带来很大难度；3）绕采法：适用于陷落柱长轴60米以上且位于工作面两端的情况。其中，绕采法又可分为上段绕采和下段绕采。在生产实践中，从安全管理、设备管理、经济效益等角度考虑，我们采用下段绕采的次数较多。在此，特别对工作面下段绕陷落柱回采技术做较全面的总结和分析。
2、综采放顶煤工作面下段绕陷落柱回采技术：
成庄矿布置综采工作面倾向长度一般在160-210米之间，如果陷落柱发育在距机尾100米以内，且陷落柱发育较大，长轴在60米以上，短轴在30米以上时，需从以下方面考虑：
2.1、巷道布置：
|
|
绕陷落柱回采巷道布置从资源回收的角度，要求尽可能减少煤柱损失；从顶板管理的角度，要求巷道布置在顶板完整的煤柱内。从成庄矿井田范围内已暴露出陷落柱边缘的顶板情况看，陷落柱周围5米范围内的顶板松软、破碎，在此范围内做通道或掘进时易造成冒顶、塌矸等事故。为此，开掘绕道时距陷落柱边缘的煤柱尺寸为5-10米。新切眼和新回风巷的断面尺寸与原采面巷道设计尺寸一致（巷道布置情况见附图一）。
2.2、准备撤架通道：
根据设计，在回风巷标注好的停采线位置,当综采工作面回采至距停采线30米时,必须调整好工作面机头、机尾的进度，尽量保持机头、机尾进度相同，队组值班台帐要准确记录每班进度和累计进度，确保撤架通道做完后，工作面能顺利与绕道巷道贯通。撤架通道从距停采线13米开始做，具体方法如下：
2.2.1、根据新切眼的长度计算工作面需做通道的架数：
N架数=｛L/1.5｝取整+F
式中: N－工作面做通道的架数
L－新切眼长度
F－多余系数取3-5(为了便于通道处与绕道交界处顶板管理)
2.2.2、撤架通道的支护方式及外形尺寸：
撤架通道采用金属网、钢丝绳、板梁等支护。值得注意的是放顶煤支架相对普通支架外形尺寸、重量较大，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、在形成撤架通道的过程中，上网与不上网的支架交接处的工艺管理问题：
2.2.3.1、交接处后溜的管理：
工作面前后溜随工作面推进而前移，交接处支架应呈台阶状前移，台阶状的支架数不少于15架，以满足后溜在通道交接处的弯曲要求。
2.2.3.2交接处煤帮与顶板的支护：
通道范围内的支架停止拉架后，煤帮新暴露的顶板由网和板梁支护，没有上网的相邻几个支架，支架呈台阶式拉架也应上板梁支护顶板。（见附图二）$Page_Split$
3 、小工作面运输机机尾的确定：
小工作面运输机机尾类型有两种：一是简易机尾，另一是输送机原机尾。工作面采用简易机尾安装、拆除方便，不需要安装排尾架，新切眼内设备能提前安装。工作面对接时比较简单。但对生产中放煤工艺的要求较高，后溜易被压死。采用原机尾虽然避免了采用简易机尾的弊病，但原机尾的安装拆除工作量大，且需安装排尾架，新切眼内设备不能提前安装，工作面对接工作量大，影响时间长，不利于采掘衔接的安排。通过对运输机功率的测试和对运输机运输能力的验算，并经过现场实践得出结论：在工作面长度不大于120米时，使用简易机尾，可以满足安全生产的需要。目前，我矿几次绕过陷落柱均采用了简易机尾。
|
煤壁 |
|
采空区 |
|
绕道 |
|
附图二:后溜位置 |
4、支架的撤架、调架：
根据确定好的撤、安第一架的位置开始撤架、调架工作。为保证撤架空间的要求，首先撤出的第一架和第二架直接装车运走，作为安装的第一、二架。第三架与第四架作为撤架的掩护架。这里重点谈一下第一架抽出后顶板支护和后溜机尾的安装。当第一架抽出后支架原支护空间被金属网、钢丝绳形成的假顶支护。此时，必须及时加强支护，支护方法是垂直工作面架设两根4米抬棚梁，每根棚下打4根单体柱（见附图三）。形成一个安全可靠的工作空间，在此处将后溜断开，在其空间内安装简易机尾时，先从断开处向前拆除两节溜槽。然后在此空间内安装简易机尾。只有当后溜机尾安装好后方可进行正常的撤架工作。注意新切眼内安装的前后溜不要与支架连接。在新安的第一架处放置备用前后溜槽各两节。
|
陷落柱 |
|
需拆的后溜 |
|
简易机尾 |
$Page_Split$
5、综放工作面绕陷落柱后的设备对接:
5.1、确定撤第一架的位置，新切眼安装第一架的位置：
为了保证小采面架数合理，并考虑到工作面对接时的具体情况，一般确定撤第一架的位置为：停采后支架中心线在绕道巷道中心线以外的第一架。新切眼第一架的安装位置应外错撤架前该架在巷道中的位置0.5米。（见附图四）
|
支架中心线 |
|
采空区 |
|
小工作面 |
|
陷落柱 |
|
撤出第一架安装第一架
|
|
附图四：支架位置示意图 |
|
0.5米 |
5.2、工作面的对接：
在工作面前端与新切眼推进成直巷前5米时，绕道巷内从陷落柱侧至工作面最后一个架之间的单体柱不用再回出，并在此处上网，使此处随工作面的推进形成一个安全可靠的空间，以保证将来出后溜简易机尾时有足够的回转空间。（见附图五）
工作面对接前要注意控制好小工作面溜子的前后窜。当工作面前段采到和新切眼成一条直线时，必须保证对接时，前段最后一架与第一架的间距为0.5-0.8米(注:大于0.8米时调架工作量过大,小于0.5米时后溜简易机尾取不出，这个尺寸在采至距对接还有20米前一定要调整好)。小采面与新切眼走齐后开始对接。具体工艺如下：1）、先拆除前溜简易机尾，将前溜两节备用槽与小工作面前溜对接好；2）、再拆后溜使后溜简易机尾能从原支架预留的空间中撤出，将后溜两节溜槽与小工作面后溜对接好；3）、对接前后溜：将新切眼的前后溜分成每十节槽一组用单体柱向前顶与小工作面的前后溜连接住，最后再将前后溜机尾对好，并接好大链试运转；4）、支架调整：用单体柱将支架位置逐架调整好，并与前后溜连接好。在对工作面设备进行检查确认没有问题后，方可开始正常生产。
|
陷落柱 |
|
：简易机尾 |
|
采空区 |
|
附图五：维护对接后溜位置示意图 |
|
需维护的空间 |
6、结束语：
通过几年来的实践，成庄矿通过采用绕陷落柱回采，减少了煤炭损失，有效保护了煤炭资源，提高了巷道利用率，保证了矿井原煤产量的完成和采掘衔接的正常进行，避免了机电设备的损坏、设备配件的大量投入和设备事故的发生，确保了安全生产和煤质要求，提高了矿井整体经济效益和生产经营水平。综放工作面绕陷落柱回采技术作为一种过陷落柱的采煤方法对实际生产活动有一定的指导意义，成庄矿在实际生产中的成功应用充分证明了这一点。
