采煤工作面過(guò)空巷頂板支護(hù)技術(shù)研究

高偉

榆林神華能源有限責(zé)任公司青龍寺煤礦 陜西榆林 719408

1 綜采工作面過(guò)空巷技術(shù)

1.1 事前維護(hù)空巷

空巷的事前維護(hù)主要為了在更好地控制和保護(hù)采動(dòng)壓力加強(qiáng)情況下控制空巷變形破壞問(wèn)題，使巷道變形量保持在預(yù)期范圍內(nèi)，杜絕直接連接采煤工作面與空巷，避免出現(xiàn)巷道塌落與冒頂問(wèn)題。原始巷道采用木棚支護(hù)技術(shù)時(shí)，當(dāng)空巷未受到動(dòng)壓影響前需要做好其維護(hù)工作，頂板采用錨桿加錨索和鋼筋的主動(dòng)支護(hù)方法，并在巷道打設(shè)帶帽點(diǎn)柱，增加套棚子，在支護(hù)維護(hù)期間采用增加幫點(diǎn)柱以及打設(shè)幫錨桿的輔助支護(hù)方法。施工人員應(yīng)結(jié)合頂板現(xiàn)狀確定錨桿與錨索間距，棚距不可過(guò)大。同時(shí)，在小端面位置聯(lián)合采用梁、錨、網(wǎng)的支護(hù)方法，利用錨索與點(diǎn)柱支護(hù)大跨度與交叉巷道口。在固定鐵棚間增加工字鋼或是套板梁，自兩端搭設(shè)單體，且保證單體見(jiàn)底，以保證相應(yīng)的初撐力。在空巷口位置搭設(shè)順槽抬棚，在經(jīng)過(guò)空巷前加打中柱強(qiáng)化支護(hù)空巷中的棚子，并架設(shè)傾斜抬棚，以完成超前控制支護(hù)。對(duì)于托頂煤巷道，施工人員應(yīng)在較大交叉口位置補(bǔ)架工字鋼梁，以便在推進(jìn)時(shí)進(jìn)行頂板支護(hù)維護(hù)[1]。

1.2 控制工作面頂板

在采煤工作面過(guò)空巷的過(guò)程中，工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際調(diào)斜刮板運(yùn)輸機(jī)，縮小過(guò)空行揭露范圍，同時(shí)調(diào)斜角度越大，空巷路面的面積就越小，為保證工作面安全出口兩端的使用性能，防止出現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)竄頭或竄尾等問(wèn)題，當(dāng)工作面距離空巷30m時(shí)，工作人員需調(diào)斜運(yùn)輸機(jī)，先擺機(jī)尾，將機(jī)尾向機(jī)頭部位推進(jìn)，輸送機(jī)擺動(dòng)角的最小值為4°。最大擺動(dòng)角度為6°，如擺動(dòng)角度超出該范圍，則容易出現(xiàn)竄頭或竄尾等現(xiàn)象。

綜放工作面長(zhǎng)186m，刮板輸送機(jī)長(zhǎng)為190m，機(jī)頭和機(jī)尾超出工作面的長(zhǎng)度均為2m。若機(jī)尾超前機(jī)頭10m，則根據(jù)勾股定理不難算出，工作面輸送機(jī)調(diào)斜后的長(zhǎng)度，該數(shù)值未超過(guò)190m，調(diào)斜后角度也可滿足刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行需要，所以機(jī)尾超前機(jī)頭10m符合工程要求。當(dāng)工作面與過(guò)空巷相距20m時(shí)，應(yīng)調(diào)斜輸送擺機(jī)頭，也就是將機(jī)頭朝前，機(jī)尾向前推，有效控制揭露面積，待順利通過(guò)空巷，方可根據(jù)當(dāng)前實(shí)際加以調(diào)整，繼續(xù)采用刮板輸送機(jī)以往的作業(yè)方式[2]。

2 采煤工作面過(guò)空巷巷道工程實(shí)際分析

2.1 工程概況

某礦某工作面主采8＃煤層，煤層厚度為3.5m-4.2m，其平均厚3.8m，以西南方為主要傾向，煤層平均傾角5°，結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較低，同時(shí)中部存在大量泥巖夾矸，且其厚度相對(duì)一致，煤層直接頂分布有石灰?guī)r，平均厚度3.78m，直接底主要分布中粒砂巖，平均厚度為2.12m。工作面地表最大覆蓋厚度為178m，最大覆蓋厚度為224m，四周無(wú)建筑或公路分布，工作面分布有采空區(qū)，南部分布有運(yùn)輸大巷，西部設(shè)有掘進(jìn)工作面，且工作面均結(jié)合實(shí)際情況預(yù)留煤柱，其不會(huì)影響工作面所在煤層。在設(shè)計(jì)工作面時(shí)，工作人員對(duì)陷落柱的影響予以充分考量，在外切眼位置需提高回采率[3]。為確?；夭傻陌踩^(guò)空巷，工作面補(bǔ)切眼長(zhǎng)30m，高4m，寬6m。

2.2 充填支柱支護(hù)方式分析

（1）充填支柱支護(hù)方式。充填支柱支護(hù)是一種采用充填材料制作支護(hù)，對(duì)巷道頂板進(jìn)行支護(hù)的方法，廣泛的用于采煤工作面切眼頂板支護(hù)、巷道頂板支護(hù)以及回采面過(guò)空巷頂板支護(hù)等，當(dāng)支護(hù)的巷道頂板較為軟弱時(shí)，采用該技術(shù)可以取得較好應(yīng)用效果。充填支柱支護(hù)相對(duì)于采用錨桿支護(hù)、木垛支護(hù)等支護(hù)方式來(lái)說(shuō)，具有較強(qiáng)的讓壓效果，變形能力較大，具有較大的支撐能力，而且還容易被采煤機(jī)切割。因此，充填支柱支護(hù)方式是綜采工作面過(guò)空巷時(shí)的一種較好巷道頂板支護(hù)方法。

（2）充填材料。支柱支護(hù)采用充填材料以及充填模袋等材料組成。充填材料采用無(wú)機(jī)活性材料混合而成，主要成分有礦粉、硅粉、硅酸鹽水泥等，通過(guò)選用合適的配合比，配置漿液，保證漿液注入到充填膜袋之后無(wú)沁水出現(xiàn)，并且能夠快速的凝結(jié)成型，充填材料同時(shí)還有粘度較低，強(qiáng)度高等特征，滿足長(zhǎng)距離泵送需要。充填膜袋采用的是新型PVC材料，內(nèi)部含有纏繞的鋼絲，便于對(duì)注入的充填材料進(jìn)行束縛，同時(shí)充填支柱膜袋還應(yīng)具有較大的抗拉強(qiáng)度、防火、膜袋可以根據(jù)空巷尺寸進(jìn)行定量制作。

2.3 嚴(yán)格控制工作面頂、底板

空巷底板的位置比綜放工作面底板的位置高，其最小高差為0.5m，最大高差為2m。所以，如工作面與空巷相距20m，則工作面要及時(shí)做好爬升留底工作。在通過(guò)空巷的過(guò)程中，確保工作面與空巷底板高度相同，避免揭露空巷時(shí)工作面底板與空巷底板出現(xiàn)負(fù)臺(tái)階問(wèn)題，阻礙工作面生產(chǎn)的有效開(kāi)展。過(guò)空巷時(shí)，工作人員必須全面檢查液壓支架，做好與頂部的銜接處理，初撐力充分滿足規(guī)定的要求。過(guò)空巷時(shí)，工作面要迅速推進(jìn)，不得停滯。空巷處的液壓支架阻力不得超過(guò)34MPa，為加快工作面的推進(jìn)，工作人員可采取有效措施控制空巷停留時(shí)間，防止空頂面積過(guò)大，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)而出現(xiàn)漏頂?shù)膯?wèn)題，影響工作面的安全性與穩(wěn)定性。

2.4 支護(hù)效果及調(diào)整

綜采工作面空巷余留2m-3m時(shí)，頂板初期來(lái)壓現(xiàn)象尤為明顯，后期也會(huì)出現(xiàn)頂板和底鼓問(wèn)題，工作面單體鉆底深度超過(guò)500mm。工程施工中滾幫和鉆底問(wèn)題十分嚴(yán)重，因此在過(guò)空巷時(shí)，應(yīng)于空巷頂板穩(wěn)定巖層位置科學(xué)設(shè)置錨索，錨索需對(duì)齊，且適度調(diào)整單體液壓支柱的密度。再者，工作人員還要于過(guò)空巷的前期階段加大頂板壓力監(jiān)測(cè)力度，全面分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)頂板周期來(lái)壓，并以此為基礎(chǔ)制定生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)而最大限度地避開(kāi)頂板周期來(lái)壓。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，相較于傳統(tǒng)的支護(hù)方式，充填支護(hù)空巷的方法具備較大幅度，支撐能力更強(qiáng)，在綜采工作面過(guò)空巷時(shí)屬于較好的支護(hù)方法，不僅可以降低回采面的礦壓顯現(xiàn)程度，且可以保證圍巖巷道的穩(wěn)定性。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果可知，充填支護(hù)方法可以確保回采工作面平穩(wěn)穿過(guò)巷道，效果十分明顯，為此后采煤工作面過(guò)空巷工作提供了借鑒依據(jù)。