五陽煤礦78采區(qū)煤柱回收(78M)工作面回采過空巷區(qū)域施工方法

張洪玉

(山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司五陽煤礦，山西 長治 046205)

五陽煤礦78采區(qū)已經(jīng)開采結(jié)束，為了最大限度地回收煤炭資源和提高礦井的采出率，五陽煤礦為回收78采區(qū)巷道東、西兩翼工作面停采線之間未采動部分以及78采區(qū)巷道的保護煤柱布置安裝了78M工作面。78M工作面位于+600水平78采區(qū)，其東部為7802、7806和7808采空區(qū)，西部為7800、7801和7803采空區(qū)，南部、北部均為78采區(qū)準(zhǔn)備巷道，屬孤島煤柱工作面。工作面長度為166 m，有效推進長度為380 m，工作面內(nèi)包括78采區(qū)5條巷道及兩側(cè)的煤柱，可采資源/儲量為0.36 Mt，工作面生產(chǎn)能力為0.55 Mt/a，服務(wù)年限為0.65 a。

78M工作面內(nèi)存在多條舊巷道，垂直于切眼的4條空巷分別是：78架空人車巷、78皮帶巷、78軌道巷、78專用回風(fēng)巷?；夭蛇^程中遇到斜交的空巷有78-1#通道、7800回風(fēng)巷車場、78-2#聯(lián)絡(luò)巷、7800回風(fēng)巷出煤巷、7802回風(fēng)巷出煤巷、7802回風(fēng)巷車場、78變電所、7806運輸巷車場，7802回風(fēng)巷回風(fēng)通道、7806回風(fēng)巷、7806瓦排巷、7800回風(fēng)巷回風(fēng)通道、7801運輸巷車場、7801運輸巷。

為了保證78M工作面推進過空巷時回采安全，對與工作面垂直、斜交和平行的空巷采取超高水材料充填、晉安加固一號注漿加固、打設(shè)木垛支護、架設(shè)超前維護棚支護、處理暴露出的錨桿錨索等措施，本文詳細(xì)介紹78M工作面過空巷時采區(qū)的施工方法。

1 超高水材料充填

對與工作面推進方向斜交的空巷進行充填以確保工作面開采期間的安全，充填材料應(yīng)具備一定的強度、阻燃和滿足采煤機切割等要求。78M工作面空巷充填材料為超高水材料，超高水材料具有凝結(jié)時間短，早期強度高；受水的侵蝕、浸泡后強度不降低，結(jié)構(gòu)不被破壞；高水材料凝固體壓裂后，在不失水的情況下存放一段時間后，壓裂的高水材料凝固體裂隙能夠重新彌合而恢復(fù)強度；塑性好，凝結(jié)體單軸加壓應(yīng)變達15%時，其殘余強度還能維持在峰值強度的50%以上；凝結(jié)體具有微膨脹性等優(yōu)點。充填的巷道有7802回風(fēng)巷出煤巷(部分)、7802回風(fēng)巷回風(fēng)通道、7806回風(fēng)巷、7806瓦排巷、7800回風(fēng)巷回風(fēng)通道、7801運輸巷車場、7801運輸巷、78變電所回風(fēng)通道。

2 架設(shè)超前維護棚支護

對與工作面垂直且沿底板掘進的78皮帶巷按78M運回兩巷頂板管理方式進行同等管理，架設(shè)超前維護棚。根據(jù)礦壓預(yù)測報告確定超前維護距離為50 m，棚距0.8 m，單體柱柱距、排距允許偏差±100 mm，單體柱初撐力不低于11 MPa。通過在工作面與78皮帶巷之間搭設(shè)人橋進入78皮帶巷進行架棚及回棚作業(yè)，當(dāng)人員在78皮帶巷作業(yè)時嚴(yán)禁采煤機啟動割煤。當(dāng)運回兩巷及78皮帶巷超前維護段頂板壓力增大時，應(yīng)在超前維護里段巷道正中順著巷道方向架設(shè)一梁四柱或一梁三柱的抬棚。

3 注漿加固空巷區(qū)域影響的頂板煤墻

對與工作面垂直或斜交的空巷，空巷區(qū)域的頂板易破碎，煤墻易片幫，在頂板破碎、煤墻片幫區(qū)域及空巷內(nèi)加注晉安加固一號來加固頂板煤墻。打眼注漿方案為：

圖1 打眼注漿方案示意圖

(1)工作面打眼：在液壓支架中心線距離底板2 m，向上仰角16°，孔深6 m，孔距3 m，每推進4 m進行下一個循環(huán)(見圖1(a))；注漿效果不好或破碎地點可適當(dāng)補充注漿。

(2)78皮帶巷打眼：距切眼2～10 m范圍內(nèi)，距底板2.5 m，向上仰角12°，孔深6 m，孔距3 m(見圖1(b))。

(3)78架空人車巷、78軌道巷打眼：距切眼10 m外，三花眼布置，上眼距頂板1 m，下眼距底板1 m，注漿眼水平距離1.5 m，沿水平方向打眼，孔深6 m(見圖1(c))。

4 打設(shè)木垛支護空巷

對與工作面垂直或平行且沿頂板掘進的空巷打設(shè)木垛支護頂板，在巷道內(nèi)及時架設(shè)木垛，木垛必須密實接頂，木垛架設(shè)方式見圖2。木垛之間用大板連接支護頂板。工作面在接近空巷時要盡量降低采高，以免割透。同時要確保支架在進入空巷下部時能夠挑住上層木垛，頂層巷道的支護材料如木板、錨桿以及其他廢舊材料等掉入后溜后應(yīng)及時取出。

圖2 空巷位于煤層頂板時木垛架設(shè)方式平面示意圖

5 處理空巷支護用的錨桿錨索

78M工作面回采過程中因所過空巷巷幫均為錨網(wǎng)支護，錨桿均為2.4 m，需截割3個循環(huán)方可通過，會造成采煤機滾筒截割錨桿問題的發(fā)生。對充填巷道要求施工隊組在充填作業(yè)前將錨桿絲及錨索鎖具退去。采煤機通過空巷影響區(qū)域時，在截割過程中通過觀察和聲響判斷是否有暴露出來的錨桿錨索，若發(fā)現(xiàn)有暴露，視暴露情況可利用采煤機滾筒在不轉(zhuǎn)動的情況下擠壓配合人工利用長柄工具剝離的方式擴大錨桿錨索的暴露空間，直至可以采取人工處理為止。當(dāng)錨固力失效時，處理錨桿錨索方法主要有：人工抽拽拾取，利用液壓支架推移千斤固定后定在支架立柱上拔??；在錨桿錨索錨固較深、錨固力未失效的情況下，可采取局部放松動炮的方式弱化錨固端的錨固力；貫穿頂?shù)装宓腻^桿錨索，需購置部分風(fēng)動鋸或風(fēng)動切斷器用以在第2個循環(huán)截割時快速切斷錨桿。為減少采煤機滾筒上截齒的損失量，要求采煤機安裝截齒時必須釘鋼釘以固定牢固。

78M工作面屬潞安集團首個煤柱回收工作面，研究分析此工作面回采過空巷的施工方法，可以為其他綜放工作面過空巷提供經(jīng)驗，這對于相似條件綜放工作面過空巷具有重要的推廣價值和實際意義。