綜采工作面過老空巷回采工藝研究

徐二峰

(陽煤集團(tuán)平舒煤業(yè)有限公司，山西 晉中 045400)

1 工程概況

目標(biāo)工作面位于目標(biāo)礦井的第四盤區(qū)，其工作面長度為250m，走向長度為1400m，設(shè)計可采儲量為150萬t。在目標(biāo)工作面的掘進(jìn)過程中，與一條老空巷貫通，其中距離工作面端頭位置約為45m范圍處出現(xiàn)了小范圍的片幫及冒頂?shù)默F(xiàn)象。這種情況下如果不及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理將很容易導(dǎo)致破壞范圍的擴(kuò)大化，進(jìn)而威脅到工作人員的人身安全，基于此，本文結(jié)合礦井實際生產(chǎn)情況提出對應(yīng)的防治措施，以期能夠推動目標(biāo)礦井的安全生產(chǎn)。

2 過老空巷研究

2.1 主要方法[1]

結(jié)合已有的礦井實踐經(jīng)驗，綜采工作面過老空巷的方法主要有三種：木柱支撐法、錨索支護(hù)法以及重新開切眼法。木柱支撐法出現(xiàn)最早，這種方法的操作簡單且成本較低，使用過程中大規(guī)模使用木板、木柱對于頂板進(jìn)行支護(hù)，效果較為理想。錨索支護(hù)法是隨著機(jī)械化的發(fā)展而衍生的一種新型支護(hù)方式，通過錨索對老空巷頂板進(jìn)行支護(hù)，相對于木柱支護(hù)的成本較高，但支護(hù)效果相對更為理想。重新開切眼法，這種方法避免了頂板支護(hù)，在安全距離之內(nèi)停止綜采，重新開切眼，整體工作效率更高。在頂板的支護(hù)過程中，頂板位移量最大值為100mm，當(dāng)相對位移量大于這一臨界值時則屬于警戒范圍，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)支護(hù)。同時，當(dāng)支護(hù)出現(xiàn)問題時，應(yīng)當(dāng)及時采取相應(yīng)的加強(qiáng)支護(hù)措施才能夠進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)作業(yè)。

2.2 主要技術(shù)

2.2.1 預(yù)先加固老空巷

在綜采工作面的推進(jìn)過程中，由于采動壓力較大，為了進(jìn)一步控制巷道的變形，應(yīng)當(dāng)在其巷道的掘進(jìn)過程中對于老空巷進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。其中，可以在推進(jìn)的過程中，保證巷道與老空巷之間的穩(wěn)定過渡連接，避免出現(xiàn)坍塌以及冒頂。

2.2.2 控制工作面頂板

由于綜采工作面以及通風(fēng)巷之間存在高度差，并且其地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，如果在這種情況下強(qiáng)行推進(jìn)，將會導(dǎo)致瓦斯壓力急劇釋放而出現(xiàn)流變等現(xiàn)象。同時，由于聯(lián)通區(qū)域的冒頂危險性較高會對整個礦井的安全生產(chǎn)造成威脅，為了避免上述不安全現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以對于工作面老空巷進(jìn)行嚴(yán)格管控。其中，在距離通風(fēng)巷10m位置處，可以采取加強(qiáng)支護(hù)的措施，加快推進(jìn)速度，避免坍塌從而最大程度避免周期來壓對于巷道穩(wěn)定性的破壞。若在巷道的推進(jìn)過程中出現(xiàn)冒頂，應(yīng)當(dāng)及時對冒頂范圍進(jìn)行支護(hù)。

2.2.3 調(diào)整偽斜技術(shù)

為了在最大程度上降低老空巷的影響，應(yīng)當(dāng)在合理的時間以及范圍內(nèi)對其進(jìn)行及時調(diào)整。在推進(jìn)過程中，若需要全部貫通，而其整體的穩(wěn)定性相對較差時應(yīng)當(dāng)在其支護(hù)過程中加大巷道的支護(hù)力度，在一定程度上延緩?fù)七M(jìn)速度，避免冒頂范圍的擴(kuò)大。同時，對于頂板應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)觀測，推進(jìn)過程中盡量減少廢棄巷道的占比，推進(jìn)角度也應(yīng)當(dāng)合理被控制。一般情況下，其傾斜角應(yīng)當(dāng)遭5°范圍之內(nèi)。

2.2.4 組織程序

隨著目標(biāo)礦井目標(biāo)工作面的不斷推進(jìn)，對應(yīng)的礦井開采規(guī)模不斷擴(kuò)大，礦井煤層頂板的不穩(wěn)定范圍逐漸增大，采用上述技術(shù)后可以逐步通過老空巷。在綜采工作面通過老空巷的過程中，壓力最大處為出口處，這一區(qū)域內(nèi)很容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，因此，這一范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理。在綜采工作面的貫通完成之后，相關(guān)礦井工作人員應(yīng)當(dāng)針對老空巷的實際地質(zhì)情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施，加固了老空巷以保證整體工作面的有效推進(jìn)。針對惡劣的地質(zhì)條件，可以通過對其角度進(jìn)行調(diào)節(jié)、改善組織形式等各種措施綜合利用使目標(biāo)工作面完成預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)，同時在一定程度上有效降低事故發(fā)生率。

3 存在的問題及處理方法

在進(jìn)行綜采巷道及老空巷的貫通過程時，主要的預(yù)防重點在于如何有效處理巷道中由于應(yīng)力影響而出現(xiàn)的支架下沉問題。其中，針對目標(biāo)工作面的生產(chǎn)現(xiàn)狀，在綜采工作面與老空巷的過渡區(qū)域，如果存在兩個工作面是并列的情況時，可以采取直接通過的形式對其進(jìn)行處理，這種處理方式在一定程度上能夠有效避免支架下沉等問題的出現(xiàn)。然而，當(dāng)兩個巷道不平行且需要跨采的方式才能穿過時，這種情況下會使支架下限的問題逐漸突顯出來。基于此，如何采取有效的技術(shù)措施避免支架的下陷是目前生產(chǎn)過程中的重要問題，同時在其處理過程中也應(yīng)當(dāng)考慮煤層底板與老空巷頂板之間的位置關(guān)系及厚度關(guān)系。關(guān)于厚度問題，當(dāng)煤層底板與老空巷頂板之間的距離大于1.5m時，這種情況下可以采用密集點柱法對老空巷的頂板進(jìn)行處理；而當(dāng)距離值小于1.5m時，需要借助一些特定的輔助工具才能完成其支護(hù)任務(wù)，對于頂板也可以采用垮落法使其壓實以避免相關(guān)事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

當(dāng)?shù)V井的地質(zhì)條件較為復(fù)雜時，對其支護(hù)方式以及回采工藝需要運(yùn)用科學(xué)有效的技術(shù)手段進(jìn)行綜合評估，才能夠?qū)崿F(xiàn)整個工作面的安全高效開采。其中，當(dāng)綜采工作面中存在老空巷時，可以通過強(qiáng)化頂板的管理、調(diào)整偽斜角度以及優(yōu)化操作工藝等方式對其進(jìn)行改善。聯(lián)絡(luò)巷作為礦井諸多巷道中的維護(hù)重點，對其來說，錨桿支護(hù)是最為有效的支付方法。在回采巷道與聯(lián)絡(luò)巷之間應(yīng)當(dāng)注重頂板以及底板的加固，避免出現(xiàn)冒頂及垮塌等不安全地質(zhì)現(xiàn)象，同時，當(dāng)巷道兩幫的移近量較小時，可以采用輔助支護(hù)方法對其進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方法簡單可靠，同時支護(hù)完成后可以回收大部分的沒住，有效實現(xiàn)了資源的高效利用。