綜采與機(jī)掘巷道交鋒時(shí)支護(hù)技術(shù)研究

龐 宇

（山西大同煤礦燕子山礦，山西 大同 037000）

1 工程背景

燕子山煤礦位于山西省大同市小蒜溝村保護(hù)煤柱以南，馬脊梁礦保護(hù)煤柱以西的山梁地帶，地面標(biāo)高 1328～1406m，井下標(biāo)高 923～965m。4#煤層為可采煤層，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度穩(wěn)定。4#層302盤區(qū)5210巷從4#層302盤區(qū)軌道巷開口，巷道走向長(zhǎng)度2337m，巷道斷面為13.2m2，工作面使用EBZ-260型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，頂板采用錨桿+金屬網(wǎng)+鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)，一次性成巷工藝技術(shù)。

目前機(jī)掘六隊(duì)在該巷已掘進(jìn)670m，距相鄰34m煤柱的綜采三隊(duì)工作面8212工作面的進(jìn)風(fēng)運(yùn)輸順槽150m，根據(jù)兩隊(duì)平均推進(jìn)速度9m/d，預(yù)計(jì)8月25日兩巷相向采掘交鋒。交鋒前15～30m采掘活動(dòng)形成的載荷應(yīng)力比較集中，在綜采步距來壓區(qū)域內(nèi)，當(dāng)壓力增加超過極限應(yīng)力，易發(fā)生沖擊地壓[1]。為了確保安全生產(chǎn)，需制定綜采與機(jī)掘巷道交鋒安全過壓力區(qū)技術(shù)措施。

2 交鋒期間技術(shù)措施

2.1 掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)兩工作面作業(yè)情況，在5210工作面巷道掘進(jìn)至670m時(shí)，將原來Ф18×1700mm的左旋無縱筋螺紋護(hù)幫錨桿變更為Ф20×2400m的左旋無縱筋螺紋錨桿，錨桿布置3排，間排距為1.0m，在煤柱側(cè)護(hù)幫全部按四排支護(hù)并掛網(wǎng)[2]。其他加強(qiáng)支護(hù)方式變更如下：頂錨桿4排，錨桿規(guī)格為Φ20×2400mm，間排距為0.9m；角錨桿1排，間排距0.9m，錨桿規(guī)格為Φ20×2400mm；護(hù)幫錨索1排，錨索規(guī)格為Φ17.8×3500mm，間距0.9m，距頂板1.5m。

在施工過程中，統(tǒng)計(jì)掘進(jìn)巷道與工作面交鋒距離，當(dāng)兩工作面相距80m左右時(shí)，對(duì)頂板以間距3.4m的梯度增補(bǔ)三眼錨索鋼梁支護(hù)，錨索規(guī)格為Φ17.8×7000mm。同時(shí)對(duì)巷道頂板及護(hù)幫掛設(shè)菱形金屬網(wǎng)[3]，觀測(cè)頂板變形情況，對(duì)頂板隱患作及時(shí)處理。錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

2.2 留設(shè)煤柱支護(hù)設(shè)計(jì)

4#層302盤區(qū)綜采工作面煤柱分為30m和38m兩種，4#層5210巷與8212工作面之間為30m煤柱。在采掘交鋒期間，臨空的5210巷巷道壓力顯現(xiàn)極大，頂板下沉，兩幫鼓出，底板底鼓較為嚴(yán)重。當(dāng)5210巷與8212綜采工作面之間煤柱為38m時(shí)，在采掘交鋒期間，5210巷有輕微壓力顯現(xiàn)，但不明顯。根據(jù)相鄰各工作面交鋒過程的經(jīng)驗(yàn)，在采掘過程中，令8212綜采工作面避開上覆煤柱，采用煤柱漸進(jìn)式開采方式，從70m逐步向里縮小至30m，根據(jù)綜采和掘進(jìn)巷道進(jìn)度，選擇5210巷與8212工作面煤柱交鋒時(shí)煤柱距離為38～40m，保證巷道頂板的穩(wěn)定。

2.3 回采工作面溜子道支護(hù)設(shè)計(jì)

在掘進(jìn)巷道與回采工作面相向施工過程中，溜子道出現(xiàn)了較嚴(yán)重的變形，底部形變量范圍在245～488mm之間，頂板出現(xiàn)了較大離層，離層高度最高可達(dá)128mm，平均高度為19.44mm。為確保巷道圍巖的穩(wěn)定性，在巷道掘進(jìn)施工后，需增加錨索的數(shù)量，重新固定錨網(wǎng)，對(duì)回采工作面溜子道的支護(hù)進(jìn)行加固。

針對(duì)巷道與工作面交鋒情況，溜子道選用的錨桿規(guī)格為Φ20×2400mm，錨桿間距為0.7m。在該措施的加強(qiáng)支護(hù)下，回采工作面圍巖的變形量大大減小，圍巖體的物理穩(wěn)定性得到顯著提高[4]。圍巖變形量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 圍巖變形量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2.4 交鋒時(shí)的避峰措施

（1）當(dāng)5210巷與8212綜采工作面相距20m時(shí)，5210巷停掘，在巷道交鋒范圍50m設(shè)置10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每隔一日觀測(cè)頂板及兩幫變化，并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

（2）在5210巷與8212綜采工作面距離120m時(shí)，5210巷開始加強(qiáng)支護(hù)，兩隊(duì)相距30m時(shí)，5210巷選擇頂板平整處停掘；8212工作面采掘交鋒后，再完整回采一個(gè)周期來壓，5210巷根據(jù)頂板變化情況再向前掘。預(yù)計(jì)從670m處掘進(jìn)方向50m進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，繼續(xù)掘進(jìn)前50m在原支護(hù)上進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。停掘位置選擇在頂板平整處，5210巷與8212工作面交鋒前后作業(yè)示意如圖2、圖3所示。

（3）現(xiàn)場(chǎng)觀察圍巖來壓情況，若壓力顯現(xiàn)時(shí)，護(hù)幫間距縮小至0.8m。

圖2 交鋒前工作面作業(yè)示意圖

圖3 交鋒后工作面作業(yè)示意圖

3 機(jī)掘隊(duì)與綜采隊(duì)交鋒期間的安全管理

（1）每班開工前對(duì)巷道的頂板兩幫及支護(hù)進(jìn)行“四位一體”的檢查[5]。發(fā)現(xiàn)問題和隱患當(dāng)場(chǎng)及時(shí)處理。

（2）施工中要密切注意頂板、兩幫及底板變化情況，經(jīng)常觀察頂板離層變化情況，根據(jù)礦壓顯現(xiàn)情況，確定支護(hù)形式。施工中要密切注意前方頂板性質(zhì)變化情況，如發(fā)現(xiàn)煤體變松軟、破碎或鉆眼過程中壓力增大要及時(shí)停工處理。

（3）交鋒期間，施工隊(duì)組每日匯報(bào)點(diǎn)位，確保交鋒距離準(zhǔn)確，巷內(nèi)隨時(shí)增支礦用11#工字鋼；尤其在8212工作面周期來壓前50m處必須加強(qiáng)5210巷的頂、幫圍巖支護(hù)質(zhì)量，施工隊(duì)組必須嚴(yán)格5210巷錨索支護(hù)錨固在穩(wěn)定的巖層中。

4 結(jié)束語

5210巷掘進(jìn)與相鄰8212綜采工作面交鋒期間，通過對(duì)5210掘進(jìn)巷道的錨桿支護(hù)參數(shù)、煤柱留設(shè)寬度和回采工作面溜子道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，有效控制了頂板與煤壁兩側(cè)片幫現(xiàn)象。在交鋒區(qū)域，巷道實(shí)測(cè)頂?shù)装?、兩幫移近量始終控制在26mm和19mm以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了安全過交鋒區(qū)域的目的。