E2308 工作面過(guò)空巷技術(shù)研究

李 奇

（山西高河能源有限公司，山西 長(zhǎng)治 047100）

引言

空巷是以往小煤窯無(wú)序開(kāi)采或者采煤工作面設(shè)備變更等情況下遺留在回采空間內(nèi)的廢棄巷道[1]。由于巷道廢棄時(shí)間長(zhǎng)，空巷內(nèi)往往集聚大量的瓦斯、水，同時(shí)由于巷道缺乏管理往往伴隨有頂板下沉、巷幫變形量大、底板隆起等礦壓顯現(xiàn)情況[2-3]。在綜采工作面過(guò)空巷時(shí)由于采動(dòng)壓力影響，在推進(jìn)過(guò)程中采面容易出現(xiàn)煤壁片幫，空巷內(nèi)容易出現(xiàn)頂板冒落事故，給綜采工作順利推進(jìn)造成不利影響[4-5]。文中以E2308 工作面過(guò)空巷為工程背景，對(duì)采用的安全回采技術(shù)措施進(jìn)行詳細(xì)闡述，以期為其他礦井提供一定參考。

1 空巷概況

E2308 工作面于2020 年3 月12 日—3 月14日通過(guò)進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)3 號(hào)橫貫，該橫貫全長(zhǎng)45 m，巷寬5.0 m，頂板采用錨索、錨桿支護(hù)，兩幫采用鐵錨桿支護(hù)，聯(lián)巷內(nèi)打設(shè)有臨時(shí)密閉一個(gè)、板閉2 道，臨時(shí)密閉使用充填料及料石打設(shè)，寬度約為1 500 mm。該聯(lián)巷位置詳見(jiàn)圖1。

過(guò)空巷前的準(zhǔn)備工作：本次過(guò)空巷前，隊(duì)組提前對(duì)3 號(hào)橫貫口煤墻及進(jìn)、回風(fēng)側(cè)3 號(hào)橫貫附近煤墻進(jìn)行了注漿加固。在進(jìn)風(fēng)及回風(fēng)3 號(hào)橫貫口設(shè)立表面位移測(cè)站對(duì)3 號(hào)橫貫的位移變形進(jìn)行觀察。

圖1 進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)3 號(hào)橫貫與切眼平面位置圖

2 過(guò)空巷工藝技術(shù)措施

2.1 注漿效果分析

隊(duì)組在過(guò)空巷前30 m，開(kāi)始對(duì)3 號(hào)橫貫及附近煤墻進(jìn)行注漿加固，包括橫貫兩側(cè)巷口三角區(qū)煤幫加固和超前橫貫10 m 時(shí)對(duì)橫貫里側(cè)煤墻及橫貫頂板的加固，截止至3 月13 日累計(jì)注漿3 070 桶。注漿位置詳見(jiàn)圖2。

圖2 3 號(hào)橫貫口注漿位置圖（單位：m）

空巷區(qū)域三角區(qū)煤墻進(jìn)行注漿加固，保證了在過(guò)空巷期間三角區(qū)形態(tài)的穩(wěn)定性，防止三角區(qū)煤體提前垮塌，造成巷道堵塞。超前工作面10 m 的煤墻加固及頂板加固，保證了工作面在揭露橫貫內(nèi)側(cè)煤墻的錨桿時(shí)，煤墻整體的整體性，不至于全面垮塌，為支架超前支護(hù)創(chuàng)造時(shí)間；對(duì)頂板的加固保證了支架在進(jìn)入橫貫區(qū)域是頂板不過(guò)于破碎，不急速下沉。通過(guò)過(guò)空巷注漿，證明在過(guò)空巷區(qū)對(duì)空巷區(qū)域巷口三角區(qū)及里側(cè)煤墻注漿效果良好。

2.2 工作面過(guò)空巷期間礦壓觀測(cè)

過(guò)空巷期間隊(duì)組在3 號(hào)橫貫兩端頭口設(shè)立頂?shù)装逦灰茰y(cè)站對(duì)3 號(hào)橫貫口的頂?shù)鬃冃芜M(jìn)行觀察，測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃瘟侩S測(cè)點(diǎn)距切眼距離變化折線圖詳見(jiàn)下頁(yè)圖3。

通過(guò)折線圖分析，隨著測(cè)站距離切眼距離變小，頂?shù)装遄冃瘟恐饾u增加，特別是在測(cè)點(diǎn)距離切眼10 m時(shí)，變形量突增，橫貫口打設(shè)木垛出現(xiàn)傾斜變形，故空巷段注漿等巷道加固措施應(yīng)提前30 m 完成，以保障巷道高度。

圖3 測(cè)點(diǎn)頂?shù)装遄冃瘟侩S測(cè)點(diǎn)距切眼距離變化折線圖

2.3 3 號(hào)橫貫支護(hù)

在工作面回采距3 號(hào)橫貫30 m 前，提前對(duì)橫貫內(nèi)使用密集木垛進(jìn)行了加強(qiáng)支護(hù)，橫貫內(nèi)頂板及幫部存在網(wǎng)破口情況進(jìn)行了重新聯(lián)網(wǎng)。橫貫支護(hù)詳見(jiàn)圖4。

圖4 進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)3 號(hào)橫貫支護(hù)示意圖

2.4 過(guò)空巷期間生產(chǎn)組織

過(guò)空巷期間，隊(duì)組生產(chǎn)班嚴(yán)格執(zhí)行空巷段由機(jī)頭至機(jī)尾進(jìn)刀，在保證安全的前提下，多進(jìn)機(jī)尾，緊跟機(jī)組拉架，由專門(mén)班組長(zhǎng)在進(jìn)風(fēng)與前溜搭接位置負(fù)責(zé)雜物拾取的方法，快速、安全通過(guò)了空巷段。具體生產(chǎn)組織及工作內(nèi)容見(jiàn)表1。

2.5 錨桿取出、木垛拆除工藝

機(jī)組司機(jī)聽(tīng)到機(jī)組滾筒割鐵器等異物聲響時(shí)，機(jī)組立即退后3 m，停機(jī)閉鎖大溜，機(jī)組摘刀，機(jī)組緩慢移動(dòng)拱松錨桿，錨桿拱松后，打出支架逼幫板護(hù)幫護(hù)頂，經(jīng)敲幫問(wèn)頂，確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)后，人工進(jìn)入大溜內(nèi)取錨桿[6]。采用機(jī)組割煤推進(jìn)的方式將木垛推倒，每推到5 個(gè)木垛，然后停機(jī)閉鎖大溜，用長(zhǎng)柄工具將道木取出。

表1 過(guò)空巷期間生產(chǎn)組織及工作量匯總表

3 本次過(guò)空巷期間可取的做法

3.1 “三精”管理

隊(duì)組給每班驗(yàn)收員配備卷尺等測(cè)量工具，讓驗(yàn)收員對(duì)橫貫測(cè)站及工作面機(jī)尾空間數(shù)據(jù)進(jìn)行精確測(cè)量，并及時(shí)上報(bào)；本次過(guò)空巷期間，由技術(shù)員對(duì)每日井下數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，并記錄，對(duì)井下數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)化[7]；部門(mén)及隊(duì)組領(lǐng)導(dǎo)對(duì)當(dāng)日數(shù)據(jù)在每日協(xié)調(diào)會(huì)上進(jìn)行精準(zhǔn)分析，并合理指導(dǎo)生產(chǎn)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)管理

1）頂板控制：工作面揭露空巷后，支架工緊跟機(jī)組拉架，在機(jī)組拱倒木垛后，及時(shí)打出伸縮梁及逼幫板護(hù)頂；其次隊(duì)組在過(guò)空巷期間，采用多進(jìn)機(jī)尾，加快空巷段推進(jìn)的方式，避免了空巷頂板的破壞。

2）采高控制：綜采一隊(duì)針對(duì)排尾4 號(hào)架位置巷道高度不足、支架高度不足情況，采取提前對(duì)機(jī)尾三角區(qū)及巷道頂板進(jìn)行注漿，后采用風(fēng)鎬挑頂?shù)姆绞綄?duì)單機(jī)尾采高不達(dá)標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)于小梁上方巖石過(guò)多，導(dǎo)致支架無(wú)法升起的情況，采取放空小梁頂部巖石方式進(jìn)行調(diào)高。

3）頂板煤墻管理：鑒于工作面頂板破碎、煤墻片幫等情況，綜采一隊(duì)采用工作面深孔注漿及超前移架、上料的方式進(jìn)行了超前管理，過(guò)空巷期間共打設(shè)注漿孔35 個(gè)，累計(jì)注漿3 070 桶。

4）瓦斯管理：工作面過(guò)空巷時(shí)，盡可能降低了機(jī)組牽引速度，機(jī)組在空巷段割煤時(shí)，工作面未放煤，以免瓦斯瞬間涌出量增大而造成瓦斯超限；在工作面上隅角瓦斯易積聚位置，敷設(shè)一趟壓風(fēng)管路，防止上隅角瓦斯超限。

4 本次過(guò)空巷期間不足之處

4.1 注漿時(shí)間點(diǎn)滯后

隊(duì)組未在木垛打設(shè)前，完成對(duì)3 號(hào)橫貫的煤墻、頂板注漿，注漿時(shí)間點(diǎn)滯后，導(dǎo)致3 號(hào)橫貫口往里煤墻、頂板未及時(shí)注漿。

4.2 橫貫內(nèi)煤墻錨桿托盤(pán)未提前處理

根據(jù)本次過(guò)空巷期間橫貫里幫煤墻錨桿因鋼帶及托盤(pán)束縛不能取出、纏繞機(jī)組滾筒的問(wèn)題，隊(duì)組應(yīng)提前在木垛打設(shè)前，對(duì)橫貫里、外幫煤墻在注漿后，對(duì)部分錨桿托盤(pán)、鋼帶進(jìn)行拆除，方便在機(jī)組拱松錨桿后，取下錨桿。

4.3 工作面采高未提前調(diào)整

橫貫內(nèi)頂?shù)赘叨仍诠ぷ髅嫱七M(jìn)期間逐漸下沉，橫貫進(jìn)風(fēng)口頂?shù)鬃罱K高度為3.09 m，回風(fēng)側(cè)橫貫口頂?shù)赘叨葹?.6 m，而工作面正常采高為3.5 m，隊(duì)組在到達(dá)空巷前未采取降采高措施，在揭露空巷后大幅度降采高，導(dǎo)致空巷位置頂板出現(xiàn)了不同程度空頂、破碎。

4.4 取木垛工藝有待調(diào)整

本次過(guò)空巷采用機(jī)組直接拱倒木垛的方法拆除木垛，該方法雖然簡(jiǎn)單高效，但易導(dǎo)致道木粉碎，直接導(dǎo)致煤流中出現(xiàn)大量道木碎塊，造成煤質(zhì)不合格，在以后的過(guò)空巷工藝中，可優(yōu)先采用不損傷道木的方法。本次E2308 綜采工作面只用6 個(gè)生產(chǎn)班時(shí)間，采用多進(jìn)機(jī)尾，強(qiáng)行硬推順利過(guò)空巷，進(jìn)一步提升了隊(duì)組職工對(duì)于工作面異常變化的應(yīng)對(duì)能力和現(xiàn)場(chǎng)處置能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜采工作面過(guò)空巷是比較常見(jiàn)的情況，E2308采面采取一系列安全措施后，順利、安全通過(guò)空巷。首先對(duì)過(guò)空巷區(qū)域三角區(qū)煤墻進(jìn)行注漿加固注漿，防止三角區(qū)煤體提前垮塌；對(duì)煤墻加固及頂板加固，保證了煤墻整體的整體性；其次E2308 采面過(guò)空巷期間對(duì)采面頂板以及礦壓顯現(xiàn)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，得出空巷段注漿等巷道加固措施應(yīng)提前30 m 完成，以保障巷道高度為現(xiàn)場(chǎng)頂板管理提供一定的數(shù)據(jù)參考；最后確定可靠合理的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案，提高空巷支護(hù)強(qiáng)度，有效控制空巷頂板下沉量。避免因空巷而造成搬家倒面的次數(shù)，減少了留設(shè)煤柱的損失，這樣既降低了生產(chǎn)成本，又增加了資源回收率。