孤岛工作面背景及意义
孤岛工作面掘进经验的探讨
孤岛工作面掘进经验的探讨摘要：在本文中，我们将探讨孤岛工作面掘进经验，重点关注它与大多数其他工作面不同之处。
我们将分析孤岛掘进中存在的特殊情况，以及这种特殊情况下应遵循的技术准则，并对当前的技术解决方案进行了综合评估。
关键词: 孤岛工作面掘进，工作面特殊情况，技术方案，技术准则正文：1.引言孤岛工作面掘进是一种复杂的、险峻的工作面掘进技术，其中存在许多独特的挑战，其中包括孤岛工作面特殊情况、技术困难和无源数据等。
同时，孤岛工作面掘进也是当前研究领域中的重要任务，有很多重要的工程应用。
2.孤岛工作面掘进的特殊情况孤岛掘进所存在的特殊情况较多，它们的共同特点是沉积物中出现的比较小的空间尺度特征，如大型滑坡、块状结构、溶蚀通道等，这些特殊情况可能会严重影响掘进效率和安全性。
3.孤岛工作面掘进的技术准则在孤岛工作面掘进中，应遵循一些技术准则，以确保安全性和掘进效率。
最重要的技术准则包括：（1）采用合理的布置方式，引导掘进方向；（2）应预测工作面的变化情况，采取有效的防护措施；（3）应采取有效的视景措施，对工作面的特殊情况有较好的视景条件；（4）应采取综合性的技术措施，以提高掘进效率。
4.目前的技术解决方案目前，有许多技术解决方案可以应用于孤岛工作面掘进。
例如，采用堆石工艺和支护技术指导掘进方向；采用激光扫描和立体定位技术确定精准位置；应用超声波侦测技术检测工作面结构；应用机器人技术提高掘进效率等，这些技术都在改善孤岛工作面掘进的安全性和效率。
5.结论孤岛工作面掘进存在许多特殊情况，技术准则也有所不同，应遵循一定的技术准则，才能安全有效地掘进。
目前，已有许多技术解决方案，可以有效改善孤岛工作面掘进的效率和安全性。
6.未来发展随着技术的发展，未来孤岛工作面掘进的情况将更好地得到改善，让其达到更安全、高效的要求。
未来，可以采用更加复杂的技术手段，如精准定位技术、智能监测技术等，把孤岛工作面掘进技术拓展到更高的水平。
芦家窑煤矿“孤岛”工作面快速缩面实践
303 面采空区和其他多个采空区,东侧为 8403 采空
区。 工作面倾向长度里段 132 m、外段 87 m,走向长
措施,并对该项方案进行了效益分析,在保障工作面
安全回采的同时,为其他相似条件下工作面的回采
19 / 33 型过渡液压支架 3 架,共计 6 架。 胶带巷超
前范围安装 1 组 ZFT12000 / 19 / 33 型端头支架。 配
液压 支 架 26 架, 每 架 重 量 为 21 t, 长 × 宽 × 高 =
7 450 mm × 1 430 mm × 1 800 mm;需要调换 ZF6500 /
收稿日期:2021
03
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作者简介:翟郭伟(1976-) ,男,山西晋城人,助理工程师,从事煤矿安全生产经营管理工作。
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前部 SGZ764 / 400 型 ( 中 双 链 ) 刮 板 输 送 机 溜 槽
26 节,后部 SGZ800 / 630 型( 中双链) 刮板输送机溜
槽 25 节。
足劲,待撤支架拉一架掩护支架挪移一次。
8) 拖运支架前必须对现场进行安全确认;拖
运过程中发现支架有歪倒、钻底现象或阻力较大时,
必须及时停机挂滑轮调整,滑轮可挂在支架前探梁
问题探讨
总第 264 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2021. 08. 036
芦家窑煤矿“ 孤岛” 工作面快速缩面实践
翟郭伟
( 山西兰花集团 莒山煤矿有限公司,山西 晋城 048002)
摘 要:芦家窑煤矿经多年回采,4-2 号煤层除 8406 工作面外已基本回采完毕,而该工作面因前期无规划
孤岛工作面条带开采的危害及应对措施
孤岛工作面、条带开采的危害及应对措施一、孤岛工作面开采（一）孤岛工作面开采的危害孤岛工作面不同方向支承压力的迭加,是孤岛工作面开采中的一个重要特点，两巷及两端头煤体受采动及相邻采空区残余应力双重影响，巷道围岩松动圈较大、压力显现更为明显，围岩变形速度较大变形严重。
采动过程中工作面两巷围岩会处于流变状态，并且受到高应力作用而加剧变形，严重威胁人员出入和机械设备的正常运转；一定条件下，采场顶板覆岩结构失稳会对工作面支架造成冲击载荷，形成大面积片帮，严重时会造成支架压死、设备损坏，挤出的煤体会封堵工作面出口，同时导致瓦斯涌出量增加等工程灾害。
另外，回采速度对围岩变形的影响较大，推进度越快,工作面底鼓和两帮移近量越小;推进度越慢,工作面底鼓和两帮移近量越大。
（二）采取的针对性解决措施在不得已要形成孤岛工作面并进行开采时，针对上述危害，应采取以下措施：一是加大超前支护范围，增加超前支护范围内的支护密度,加大巷道卧底量。
二是加强工作面顶板的超前管理，主要是掘进期间超前加大锚网索支护强度，使用加长锚索，使之能够伸入到巷道围岩松动圈以外，增加顶板的自身悬吊能力；回采时在距工作面一定范围内超前加打点柱、木垛、工字钢棚等加强支护。
三是对材料巷自工作面向外一定范围内的巷帮进行扩帮,以增加巷道宽度保证工作面设备的拉移。
四是对运输巷超前一定范围内进行卧底，以保证回风断面和人行道高度。
五是加强生产环节管理，保证工作面外围系统的通畅，加强工作面设备检修，提高开机率，加快工作面推进度，尽量减少采动压力对两巷的影响。
六是加强工作面及两巷的应力监测，摸清应力分布状况，发现应力异常及时采取卸压措施。
二、条带开采（一）条带开采的危害条带开采分为充填条采与冒落条采，主要缺点是回采率低（一般为50%～60%），掘进率高，开采工艺复杂，效率低。
在具体应用过程中，留宽过大，采出率低，留宽过小，煤柱易遭破坏；采宽过大，地表可能出现不均匀下沉，对保护建筑物不利，采宽过小，则回采率低。
孤岛工作面生产技术浅析
孤岛工作面生产技术浅析【摘要】庞庄煤矿实际生产过程中通过进行合理地选择支护方式和回采装备，优选工作面掘进准备，加强监测监控管理，较好地解决了孤岛工作面回采中出现的各种问题，不仅减少了生产成本，同时实现了工作面的安全生产，取得了良好的经济效益。
【关键词】孤岛面；生产技术前言徐矿集团庞庄煤矿是一座年生产能力260万吨的大型现代化矿井，坐落在江苏省三大都市之一的徐州市境内，矿区地理位置优越，水陆空交通十分便利。
现由东城、庞庄、张小楼三对井口组成，井田面积18.3平方公里，工业广场面积1.36平方公里。
张小楼新大井成功改扩建后深度达-1025米，为华东地区第一深井。
由于井田内地质构造比较复杂，开采时间较长，矿区出现孤岛工作面，两巷矿压显现明显，回采难度进一步加大。
1 工作面概况95202工作面介于15-1～16-1勘探线之间，16勘探线穿过本面，地面主要为农田。
95202工作面位于-1025m西一下山采区西翼；工作面浅部一侧为95200采空区，深部一侧为95204采空区；右侧靠近切眼处为K1大断层；上覆75202、75204采空区。
走向长度473m，倾向长（平距）131m，平面积61963m2。
煤层总厚为上分层加下分层厚度。
上分层煤厚1.3～2.2m，向切眼位置逐渐变厚，平均煤厚1.8m；该面夹矸发育，上下分层之间夹矸厚度0.3～0.9m，平均厚度0.6m；下分层煤厚0.8～1.2m，平均厚度1.0m。
f=3。
工业储量为235955t，可采储量224157t。
老顶为互层，厚度为1.98m，岩性为页岩与微波状砂岩薄层互层，以页岩为主，f=3。
直接顶为砂岩，厚度为10.70m，岩性为细粒，含黑色条纹，层理发育，下部致密。
f=4-5。
直接底为页岩，厚度为1.98m，岩性为灰黑色，致密，富含科达木等植物化石，f=3。
老底为砂岩，厚度为8.27m，岩性为细粒，以长石石英为主，富含棕褐色菱鉄质及炭纹，f=4-5。
该面构造相对简单，对回采影响较大的断层主要是：f4号断层。
深部“孤岛”工作面通防保障技术研究
通过研 究 ， 建立 了南屯煤矿 ９ ３ ０ ３ “ 孤 岛” 综 放 面 及 放 工作 面 来 说 ， 如果是 “ 孤 岛” ， 那 么 需要 通 过 均 压 的 方式 进 而最 大 限度 地 消 除 其 它采 空 区产 生 其相邻采 空区瓦斯源及其 涌出分布规律 以及瓦斯超 限防 处理 其 周 边 采 空 区 ， 治技术 ， 建立“ 孤 岛” 综放面 自燃危险区域判定及发火期预 的影 响 ， 进 而 在 一 定程 度 上 ， 使 得 采 空 区 的漏 风 不 断减 少 ； 测技术 ， 建 立 综 合 防 灭火 体 系 ， 建立一套较 完备 的“ 孤 岛” 通 过 稳 定 处理 通 风 系 统 ， 将 回 风 隅角 与相 邻 区段 采 空 区 的 综放面安全保障体系 ， 确保 “ 孤 岛” 综 放 面 不 因 自然 发 火 而 压 差 降到 最 小 。 影 响安 全 回 采 ， 取 得 了显 著 的经 济 和 社 会 效 益 。 ２ ． ２重 视 加 落 实 ， 严 防严 控 ， 大 幅 度 强 化 防 火 管理
孤岛管理
2.问题剖析
不利回采
影响 安全生产
跳采
孤岛面 影响 经济效益
怎么办
关 键
有效解决 “孤岛”综采工作面顶板控制/ 两巷维护及机电管理问题
来木棚全部更改为铁棚支护， 等煤，巷道严重变形区段进行
并在底板松软处单体柱全部穿 扩帮起底。
铁鞋，防止单体柱钻底，总结 ♥巷道管理：分段承包责任制， 出工作面超前支护长度以60米 分管副职到验收员互相学习、 为宜的经验，采取上述措施巷 互相比较、互相支持，保证万 道支护取得良好效果。 无一失。
3.主要做法
握机头、尾进度，采用调架和磨三角的方式调整溜子位置，防止
溜子上窜下滑。
3.主要做法
3.2.2 顶板优先 3.2.3 精细施工 二盘区生产组织的核心是顶板 ♥明确标准：以采煤标准化为 管理，顶板事故是所有事故的 标准，动态达标。
根源，树立成也顶板，败也顶 ♥明确责任：验收员管顶板，
板的理念。工作面生产过程中 干部抓端头，班组长抓采面。 以顶板口诀为保证，做到先顶 ♥细化工序：割煤、拉架、放 板后瓦斯，真正以顶板保瓦斯。 煤的顺序严格控制。 ♥统筹兼顾：放羊拾柴两不误，
3.主要做法
3.1.4主动支护 巷顶 道板 加补 强打 支锚 护索 方 式
巷 道 原 支 护 方 式
顶板支护
2-0-2-0方式
2235巷： 3-3-3方式
改为
巷帮支护
2236巷： 2-2-2方式
3.主要做法
3.1.5巷道架设铁梁支护方式 回采至600米后架棚支护由原 3.1.6 超前准备、专人管理 ♥准备方面：做到料等人、人
孤岛工作面集中应力治理的实践和探索
孤岛工作面集中应力治理的实践和探索第一章概述一、工作面概况郑煤集团米村煤矿井田面积13.4平方公里，现生产能力150万吨/年，主要开采山西组二叠系二1煤层。
260071工作面位于-150水平26扩大区，东部邻26扩大区皮带巷、轨道巷，南部及西部为已回采的26071工作面，与26071工作面净煤柱2.0m，北部为已回采过的原260061综采工作面，净煤柱2.0m。
该工作面走向长度840m，倾斜宽20-122m，面积7753㎡，工作面标高-123～－65.3m，掘进范围内煤层为二1煤，煤层最小厚度为0.8m,最大厚度为10.1m,平均厚度为4.8m,该工作面受南北西三处空区采动影响，形成了叠加集中应力，煤层受到较高的地应力作用，其完整性全部受到破坏，产生很多裂隙，矿山压力显现明显，原采用29#12㎡U型钢支架，变形量剧烈，巷道掘进后数天内已不能满足正常使用。
二、项目背景孤岛工作面上、下付巷均为沿空掘进巷道，由于受空区采动影响，煤柱工作面处受压比原始应力高数倍、数十倍甚至更高的支撑压力，致使巷道破坏和收敛十分严重，对工作面正常掘进和回采影响极大，我们对沿空掘进巷道的矿山压力显现及支护工艺和综合治理措施进行了深入的研究和探索，总结出了一套较好的办法，为我矿今后煤柱工作面掘进巷道提供了技术保障。
第二章关键技术及创新点我们重点对260071孤岛工作面掘进送巷进行压力治理，通过增强单位支护能力，提高围岩自身稳定性，完善支护结构的综合性高强稳定耦合支护技术对巷道压力进行治理，取得了较好的效果。
本课题的关键技术及创新点：①260071上车场交岔点四个十头汇集处的支护方案选择；②优化29#12㎡U型钢设计支护，提高抗侧压能力；③皮带机头、变向处采用36#12.5㎡U型钢支护；④小棚距配合4道工字钢连锁对巷道进行加强支护；⑤提前进行煤体卸压；第三章技术路线及方案实施一、260071上车场交岔点汇集处的支护方案260071上车场利用原260061下车场，因上付巷工程量较大，我们在上付巷推行无极绳绞车机轨合一技术运输，无极绳绞车房设计在该上车场处，加260071上付巷十头及回风联眼十头（如图1），该交岔点处汇集四个十头，压力层层叠加，该处既要保证巷道使用断面，又要确保使用时间，因此支护难度非常大。
煤矿边角孤岛工作面诱冲机理及其控制研究
煤矿边角孤岛工作面诱冲机理及其控制研究我国大型煤炭生产矿区采用正规开采布局、大规模机械化生产方式，留下了许多边角残余煤炭块段及各种边角孤岛煤体。
这些边角孤岛工作面的回采，对于提高煤炭采出率和资源利用率，延长矿井寿命具有重要的社会与经济价值。
由于边角孤岛煤体周围已大量回采形成采空区的特殊开采条件，在其回采时存在较高的冲击矿压危险性。
本论文以兴隆庄煤矿的4318边角孤岛工作面为研究背景，通过理论分析、数值模拟、实验室实验、现场实践等手段研究了边角孤岛工作面的围岩结构特征、围岩应力变化及覆岩运动规律与诱冲原理、沿空小煤柱留设及巷道不对称支护对策等。
研究表明，根据上覆岩层破断的O-X型规律，孤岛工作面上覆岩层在垂直层面方向上具有“T”型结构，在孤岛工作面上下端头上覆岩层呈“反弧形”结构。
边角孤岛工作面上下端头的煤体在“反弧形”结构的作用下，受周边采空区的影响，超前支承压力集中系数和侧向支承压力集中系数均比正常工作面高，而且受采动应力场影响极大。
这为边角孤岛工作面冲击矿压的发生提供了应力和冲击载荷条件。
模拟研究了孤岛工作面开采过程中的围岩应力变化及覆岩运动规律。
边角孤岛工作面初采时，直接顶和老顶在煤壁侧中间超前煤壁首先出现破裂，老顶破断范围比直接顶大，支承压力向煤壁前方转移，而煤壁的两端滞后煤壁呈弧型破断，形成O-X破断。
随着工作面的回采，覆岩的塑性区域逐渐向上、向前发展，覆岩的破坏逐渐向着覆岩上方破坏。
研究提出边角孤岛工作面发生冲击破坏的关键在于静载与动载的叠加影响，动载扰动使煤岩体致裂、冲击，破坏闭锁作用，从而与静载一起共同诱发甚至主导煤岩系统发生冲击破坏。
以此提出了防治边角孤岛工作面发生冲击的相应对策。
小煤柱对防止冲击矿压的发生具有重要的作用。
通过对综放采场顶板运动规律及支承压力分布规律的分析，以及锚杆支护技术的要求，分析了小煤柱的合理性。
通过模拟研究得到了不同煤柱宽度下，煤柱内垂直应力及围岩变形的变化规律。
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孤岛工作面背景及意义：
Ⅲ-1采区原为村庄下条带开采，该采区原布置了四个条带回采工作面，即Ⅲ311、Ⅲ311上、Ⅲ313、Ⅲ315工作面，投产时间为2001年5月，于2004年11月回采结束。
2005年决定该Ⅲ-1采区全采，并对原工作面间的留有的条带煤柱进行回收。
根据Ⅲ-1采区村庄下设计的条带开采情况(工作面有走向条采、倾斜条采、混合条采），在Ⅲ-1采区布置了两个孤岛高普工作面：即Ⅲ315上、Ⅲ313上工作面。
可采储量35万吨，但由于Ⅲ-1采区为高瓦斯采区，新设计布置的孤岛工作面肯定会受到回采过的工作面采空区的顶板、瓦斯、水等灾害的威胁，在安全管理方面面临诸多的问题。
我国煤矿孤岛高普工作面的开采布置，是一个技术难题，如何在突出煤层、高瓦斯孤岛工作面做到安全回采，在现场管理技术上必须不断的研究、摸索，使技术日趋成熟。
1、高普工作面采煤方法及顶板管理：
1.1采煤方法：采用走向长壁后退式、全部垮落法回采。
采用采煤机割煤，人工辅助清理余煤（落煤方式：采用MG150/375－W双滚筒采煤机落煤；进刀方式：工作面中部斜切进刀）,工作面使用链板机运煤。
1.2顶板管理：工作面使用DZ25型单体液压支柱和1.2m铰接顶梁组成的错梁齐柱管理顶板，采用“三、四”峒管理，最大控顶距为5.4m，最小控顶距为4.2m，放顶步距为1.2m。
2、高普工作面在顶板管理方面所遇到的问题。
Ⅲ315上高普工作面于2006年4月进行安装，在调试阶段，工作面在顶板管理方面遇到了前所未有的压力。
（1）、由于Ⅲ315上工作面属于煤柱的回收，孤岛开采，应力集中，周期来压频繁（正常工作面周期来压一般为17m~22m，但从Ⅲ315上工作面矿压监测数据分析得出：孤岛工作面周期来压缩短为7m~13m），周期来压期间，工作面顶板压力增大，煤壁片帮，顶板断裂、破碎，掉顶，支柱下沉量增大，造成煤机割煤后来不及挂梁的情况下，顶板出现断裂掉顶，延长煤机的割煤时间，顶板管理难度增加。
（2）、工作面使用的支柱为DW35-180/100X悬浮单体液压支柱，因工作面周期来压频繁，顶板下沉量大，从工作面支柱初撑力观测线的监测可以看出：煤壁采高为2.2m~3.0m，到老塘末排支柱后采高降低到1.5m~2.2mm左右，顶板下沉量为0.7m~0.8m，远远超过技术规定的顶板下沉量（≯0.42m），造成支柱埋的很深（柱筒被埋1.5m左右），回柱难度加大，往往回柱占去一个小班的2/3时间，工作面循环跟不上去，推进缓慢，顶板压力愈增，煤壁顶板破碎，形成恶性循环，造成每圆班仅割煤3~4刀（在正常情况下，煤圆班割煤达6－8刀）。
（3）、工作面煤壁片帮掉顶，造成煤壁始终有贴帮柱（悬浮单体支柱在注水后，每根200多斤），到煤机启动前，贴帮柱必须替掉，来回运转，大大增强了工人的劳动强度；同时来回的补柱与柱替，造成破碎顶板二次松动，作业的风险性增加，安全系数降低。
（4）、由于工作面推进缓慢，造成应力集中煤壁，超前压力增大，两巷支架变形，底鼓、顶压现象严重，巷道高度不够，使两巷超前管理加大。
4、采取的技术依据及措施
4.1、技术依据：
在采煤工作面顶板管理方面，根据Ⅲ-1采区老工作面的顶板状况、矿压观测资料及采空区顶板压力情况，在工作面顶板破碎、压力大的情况下，研究摸索出新工作面的矿压参数，初步掌握了孤岛工作面顶板周期来压的步距及活动规律，通过合理的支护设计，能有效的控制顶板来压。
4.2、技术措施：
（1）、通过不断摸索工作面的矿压参数，详细掌握了孤岛工作面顶板周期来压的活动规律、顶板来压情况后，及时地改变支护设计，工作面柱距由原来的0.5m调整为0.45m。
（2）、改变工作面支柱型号，DW35-180/100X悬浮单体液压支柱改为DZ25m单体支柱，采高调整为2.2m，采夹矸以上煤层。
支柱调整后，工作面回柱时间由原来的4~5个多小时降低到现在的0.5小时左右，使工作面推进速度快了3~4倍。
(3)、支柱调整后，为确保支柱初撑力，DZ25m单体支柱必须穿铁鞋，并在次基础上加大矿压监测的力度，发现支柱初撑力不够及时进行二次补液，要求回柱前、割煤前支柱必须补液。
（4）、工作面仰采改为俯采，上部工作面超前5~6m，以缓解顶板对煤壁的压力,减少片帮。
在工作面进行调整以后，煤壁片帮和顶板断裂掉顶现象明显得到了好转。
（5）、工作面顶板破碎段实行基本支架间套长钢梁作为辅助棚重点管理煤壁，每次在工作面回柱前，提前把长钢梁移至煤壁，争取在顶板未来压之前，把煤壁顶板超前管理好。
（6）、工作面顶板完好段必须做到错梁齐柱，顶板破碎段（包括断层处）在顶板允许的情况下梁头逐步进行调整，
（7）、重点加强老塘的回柱工作，管理好顶板，防止老塘回柱时脱档，工作面断层处回柱时要做到优先回柱。
（8）、加强工作面煤壁的管理，片帮处及时进行超前挂梁，断层或构造处实行超采一排，使煤机在割煤时，能正常作业。
（9）、煤机每次割煤后，严格执行追机作业制度，应及时间隔挂梁，挂梁距机组不得小于3m，不得落后机组10m，同时提高煤机手对煤机操作能力，避免因孤岛工作面倾角较大，在煤机在割煤时，避免煤机下滑和煤壁割的不直，争取做到不回刀，减少洒煤，为抵车赢取时间。
（10）、由于两巷压力大、应力集中，超前走向挑棚由原来的10m改为20m。
4.3、具体实施：
压力与挑战并存，2006年5月孤岛工作面进行安装后，通过吸取兄弟矿井高普的成功经验，同时根据孟庄煤矿孤岛工作面顶板的特点，及时采取有效针对性措施，到2006年7月下旬高普工作面逐步步入轨道，投入到正常的回采阶段，8月月产量猛增到21000吨。
5、获得的效益
通过以上采取一系列有效措施，现在Ⅲ315上高普工作面每天割煤8~9刀，月产量提高到原来的190％，实现了历史性的突破！实现高档普采工作面高产高效的自身价值。
由于孤岛工作面的快速推进，顶板压力得到缓解，顶板下沉量降低到现在的0.2m，工作面、两巷的材料管理、维修费用及设备的各种维修费用、吨煤成本费用等等大幅度减少，每月由原来的30000元减少到现在的5000元，经济效益明显。
6、推广建议与展望
我国煤矿孤岛工作面的布置开采，是一个技术难题，如何在突出煤层、高瓦斯工作面做到安全回采，在现场管理技术上工作面必须有科学合理的支护设计，工作面煤壁的超前管理、严格的追击作业制度极为重要。
孟庄煤矿孤岛高普工作面开采的研究，顶板管理方面的日趋成熟，技术的不断完善，为我集团公司以后高瓦斯区域剩余煤柱的回收、采区无煤柱回采技术提供了借鉴。