綜采工作面過(guò)平行空巷技術(shù)措施

于元建

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)錦瑞煤業(yè)有限公司，山西 呂梁 033000）

空巷由于其時(shí)間較長(zhǎng)，部分支護(hù)已經(jīng)破壞失效，在綜采工作面過(guò)空巷期間頂板管理難度加大，存在嚴(yán)重的安全隱患，需采取技術(shù)措施保障工作面安全開(kāi)采[1-4]。錦瑞煤業(yè)8101工作面推進(jìn)過(guò)程中會(huì)揭露一條與工作面平行的空巷，工作面同時(shí)揭露空巷，工作面空頂面積大，頂板管理難度加大，需采取相應(yīng)的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)工作面回采安全高效。

1 工程概況

錦瑞煤業(yè)為瓦斯礦井，開(kāi)采8號(hào)煤層，煤層厚度2.9～3.5m，平均3.2m，傾角0～11 °，含0～3層夾矸，夾矸厚度0.05～0.39m，為泥巖或炭質(zhì)泥巖，煤層結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)單～較簡(jiǎn)單，煤層頂?shù)装迩闆r見(jiàn)表1所示。8101綜采工作面位于礦井東翼一采區(qū)，地面標(biāo)高968.2～1076m，工作面標(biāo)高716.4～806.5m，最大埋深320m，最小埋深237m，奧灰水位標(biāo)高802～805m，突水系數(shù)小，為0.06MPa/m，屬帶壓開(kāi)采安全區(qū)。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r表

8101 工作面傾斜長(zhǎng)255m，走向推進(jìn)長(zhǎng)度1080m，采高3.1m，采用傾斜長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。液壓支架采用ZY6800/21/43D雙柱支撐掩護(hù)式支架，工作阻力6800kN，支撐高度2.1～4.3m，運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽均采用3組ZCZY10200/20/40超前支架。在工作面推進(jìn)至923m處會(huì)遇到一條空巷，該空巷為全煤矩形斷面，與工作面平行，長(zhǎng)255m，寬5m，高平均3.2m，巷道兩幫為錨網(wǎng)支護(hù)，頂部為錨索支護(hù)，空巷直接頂為石灰?guī)r，頂板厚度3.5～4.2m。

2 補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案

空巷年久失修，巷道圍巖破碎，承載能力降低，部分支護(hù)體已經(jīng)失效。綜采工作面逐步接近空巷時(shí)，在采動(dòng)支承壓力作用下空巷圍巖容易失穩(wěn)，工作面煤壁易發(fā)生片幫從而產(chǎn)生冒頂，特別是在工作面揭露空巷時(shí)，工作面前方會(huì)出現(xiàn)大面積空頂現(xiàn)象，加大了工作面頂板管理難度，極易引起安全事故，必須對(duì)空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，保證空巷頂板安全。

2.1 木垛、單體柱聯(lián)合支護(hù)

在工作面距離空巷50m時(shí)，啟封空巷密閉，并排除巷內(nèi)瓦斯。為保證空巷位于超前支承壓力升高區(qū)以及工作面過(guò)空巷期間空巷頂板的穩(wěn)定，在錨桿、錨索支護(hù)的基礎(chǔ)上，還需采用木垛和單體柱聯(lián)合支護(hù)。單體柱間排距為1500×1500mm，每排4根，兩側(cè)單體柱距巷幫均為250mm?？障飪?nèi)木垛支護(hù)中對(duì)中間距為6m，木垛木料為2.0m長(zhǎng)、不低于Φ16mm的圓木，采用井字打設(shè)，圓木兩接觸面為平面。單體柱和木垛支護(hù)見(jiàn)圖1所示。

圖1 空巷單體柱和木垛支護(hù)圖

2.2 錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)

單體柱和木垛支護(hù)后，再順序檢查空巷內(nèi)頂板及兩幫錨桿、錨索支護(hù)和巷道圍巖變形情況，在失效錨桿、錨索旁以及巷道圍巖變形大的區(qū)域必須補(bǔ)打錨桿和錨索，保證空巷圍巖的支護(hù)強(qiáng)度。由于工作面兩端頭處于應(yīng)力集中區(qū)，為維護(hù)工作面過(guò)空巷期間兩端頭的穩(wěn)定，需對(duì)空巷與工作面順槽的交叉口進(jìn)行加固。在空巷與順槽交叉口巷幫進(jìn)行錨桿補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)范圍為空巷和順槽巷幫各15m范圍，在原空巷和順槽兩排巷幫錨桿中間打設(shè)3根錨桿，錨桿間距1200mm，錨桿型號(hào)及排距與原支護(hù)相同。

3 過(guò)空巷技術(shù)措施

3.1 工作面布置

由于空巷與工作面平行，為減小工作面同時(shí)揭露空巷范圍，保證過(guò)空巷期間工作面頂板安全，對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)斜，使工作面逐步揭露并通過(guò)空巷。根據(jù)工作面礦壓觀測(cè)，工作面下端頭壓力顯現(xiàn)較大。因此，采用工作面上端頭超前下端頭推進(jìn)的方式來(lái)通過(guò)空巷。根據(jù)工作面機(jī)械設(shè)備情況，工作面過(guò)空巷時(shí)與空巷的夾角不易過(guò)大，在工作面距空巷35m時(shí)開(kāi)始將工作面逐步調(diào)斜，采用頭三尾一，即機(jī)頭進(jìn)3刀，機(jī)尾進(jìn)1刀。當(dāng)機(jī)頭推進(jìn)31.2m，機(jī)尾推進(jìn)10.4m后，工作面機(jī)頭與機(jī)尾進(jìn)度之差不小于20m，工作面與空巷之間夾角為4°30＇。

按采煤機(jī)截深800mm計(jì)，每割一刀，揭露空巷10.2m，工作面推進(jìn)時(shí)必須保證運(yùn)輸機(jī)平直。從工作面上端頭揭露空巷開(kāi)始，按每次800mm進(jìn)刀計(jì)算，共割32刀，即工作面推進(jìn)25m后，過(guò)空巷完畢，開(kāi)始調(diào)直工作面。調(diào)直時(shí)每次割一次機(jī)頭割三次機(jī)尾，直到工作面與兩順槽垂直，方可按正規(guī)循環(huán)作業(yè)。

3.2 工作面移架

（1）工作面與空巷接近割通時(shí)，作業(yè)人員要觀測(cè)煤壁情況，嚴(yán)禁作業(yè)人員進(jìn)入空巷。工作面即將揭露空巷時(shí)，應(yīng)提前科學(xué)安排生產(chǎn)作業(yè)，保證工作面揭露空巷后可以連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)，盡快推過(guò)空巷。

（2）工作面過(guò)巷過(guò)程中，各工種應(yīng)協(xié)調(diào)配合，移架工序堅(jiān)持追機(jī)移架，移架和采煤機(jī)滾筒間距不大于2m，間距大于2m時(shí)，必須停止割煤作業(yè)，待移架與滾筒間距滿足要求時(shí)方可重新開(kāi)始割煤。移架時(shí)采用帶壓擦頂拉架，移架后及時(shí)結(jié)頂，初撐力不小于24MPa，并及時(shí)打出前探梁，展開(kāi)護(hù)幫板，保證護(hù)幫板支護(hù)前方空頂，盡可能減小空頂時(shí)間。

（3）進(jìn)入煤壁工作時(shí)，必須先檢查工作面頂板情況，并打設(shè)護(hù)身板和背幫柱，初撐力不小于90kN。

3.3 支護(hù)及回撤支柱和木垛

（1）在空巷中打設(shè)單體柱和木垛時(shí)，應(yīng)由外向里的順序依次進(jìn)行，施工人員必須先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，及時(shí)地清除危巖、排除隱患。

（2）支設(shè)支柱時(shí)必須保持縱、橫成線，支柱接實(shí)頂板后要持續(xù)注液3～5s，保證初撐力不小于90kN。

（3）撤除時(shí)，隨著支架移進(jìn)逐漸依次循環(huán)撤除，按照“先支后回”的原則進(jìn)行支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

（4）對(duì)回撤地點(diǎn)的頂、幫情況進(jìn)行檢查，及時(shí)處理活石片幫，并對(duì)所撤支柱或木垛前后的支護(hù)進(jìn)行加固。

（5）撤除單體柱和木垛支護(hù)時(shí)，需保持空巷內(nèi)暢通，作業(yè)地點(diǎn)嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。

4 礦壓觀測(cè)

本次8101工作面過(guò)空巷共歷時(shí)5d，對(duì)工作面支架壓力及現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)效果進(jìn)行了觀測(cè)分析（見(jiàn)圖2）。工作面在距空巷25m時(shí)，工作面來(lái)壓明顯，下端頭及中部壓力變大；在距離空巷5m左右時(shí)，空巷頂板明顯下沉；在機(jī)頭揭露空巷后，機(jī)頭處來(lái)壓顯現(xiàn)劇烈，液壓支架立柱下壓達(dá)300mm，空巷內(nèi)木垛有2處受壓較嚴(yán)重，靠近機(jī)頭處部分單體支柱出現(xiàn)彎曲。整體來(lái)看，對(duì)空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，并采用工作面調(diào)斜逐步過(guò)空巷及追機(jī)擦頂拉架等技術(shù)措施后，過(guò)空巷期間工作面頂板控制效果較好，能夠?qū)崿F(xiàn)工作面安全過(guò)空巷。在今后遇到類似情況時(shí)，可提前對(duì)煤體進(jìn)行注漿加固，保持煤體的整體性，提高煤體的強(qiáng)度，使煤體能夠有效支撐工作面頂板，有力于維護(hù)工作面頂板安全。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）綜采工作面揭露空巷時(shí)，工作面頂板管理難度大，極易引起安全事故，采取單體支柱及木垛聯(lián)合支護(hù)，配合巷內(nèi)端桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)，并對(duì)空巷與順槽交叉口錨桿加固，可以有效控制空巷頂板安全。

（2）根據(jù)8101綜采工作面情況，在距空巷35m時(shí)，需提前調(diào)斜工作面，不停班作業(yè)，使工作面逐步揭露并通過(guò)空巷，期間必須堅(jiān)持做到追機(jī)擦頂移架，保證支架初撐力不小于24MPa。

（3）礦壓觀測(cè)分析可知，在工作面距空巷25m時(shí)，來(lái)壓明顯，工作面下端頭及中部壓力變大；距離空巷5m左右時(shí)，空巷頂板出現(xiàn)明顯下沉；機(jī)頭揭露空巷后，機(jī)頭處劇烈來(lái)壓，液壓支架立柱下壓達(dá)300mm。整體來(lái)看，過(guò)空巷期間工作面頂板控制效果較好，實(shí)現(xiàn)了工作面安全過(guò)空巷。

圖2 過(guò)空巷期間支架壓力監(jiān)測(cè)圖