綜采工作面快速沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用研究

王洪斌

（晉城市煤礦生產(chǎn)信息調(diào)度監(jiān)控中心，山西 晉城 048000）

1 工程概況

為提高巷道掘進(jìn)效率，緩解礦井采掘接替緊張的情況，根據(jù)礦井采掘計(jì)劃，云蓋山煤礦決定對(duì)22204綜采工作面切眼至22204綜采工作面停采線長(zhǎng)度約1270m的區(qū)域內(nèi)采用切頂卸壓巷內(nèi)復(fù)合支護(hù)技術(shù)進(jìn)行沿空留巷。沿空留巷段沿1#煤層頂板掘進(jìn)，頂板較為完整，有條件沿空留巷，但是個(gè)別地點(diǎn)抬有頂煤（204YS23測(cè)點(diǎn)以東8m～56m范圍、204YS14測(cè)點(diǎn)以東19m～88m范圍），沿空留巷施工時(shí)一定的困難，屆時(shí)礦井將考慮提前提棚放掉頂煤，沿頂板回采，確保巷道全部沿空留巷。

2 復(fù)合支護(hù)技術(shù)施工順序

22204綜采工作面運(yùn)輸順槽切頂卸壓巷內(nèi)復(fù)合支護(hù)技術(shù)總體施工順序如下：

（1）對(duì)22204運(yùn)輸順槽進(jìn)行雙向聚能拉伸爆破孔施工[1]；

（2）沿22204工作面推進(jìn)方向，進(jìn)行預(yù)裂爆破，形成預(yù)裂切縫線；

（3）從沿空留巷位置開始，對(duì)22204綜采工作面1#-5#架沿傾向鋪網(wǎng)上繩；

（4）緊跟工作面支架，按設(shè)計(jì)位置打設(shè)"一梁四柱"支護(hù)，上幫架設(shè)U型鋼腿支護(hù)，并掛設(shè)擋風(fēng)布防止向采空區(qū)漏風(fēng)。

（5）采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)時(shí)，為減少向采空區(qū)的漏風(fēng)量，每隔5m打設(shè)一道密閉，逐段封閉。隨著22204綜采工作面推采，對(duì)于施加了封閉措施漏風(fēng)現(xiàn)象仍然嚴(yán)重的區(qū)域，可采取噴漿方式封閉上幫，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的二次封閉。

3 沿空留巷施工方法

3.1 超前煤壁預(yù)裂爆破

在距沿空留巷巷道上幫100mm位置處（距巷道中心線偏上幫2400mm），沿巷道走向采用DCA-45型超前切縫鉆機(jī)打設(shè)一排切頂眼（偏向巷道上幫，與鉛垂線夾角15°），切頂眼直徑48mm，深度9000mm（22204綜采面直接頂為細(xì)粒砂巖，厚度2.26m～7.12m，施工切頂眼深度必須穿過(guò)直接頂），間距500mm，22204運(yùn)輸順槽切頂眼打設(shè)示意如圖1所示。

圖1 22204運(yùn)輸順槽切頂眼打設(shè)示意圖

3.2 聚能管預(yù)裂爆破

1）在切頂眼內(nèi)采用聚能管進(jìn)行預(yù)裂爆破，聚能管規(guī)格為Ф30×28mm，管長(zhǎng)2000mm。炸藥選用煤礦許用三級(jí)水膠炸藥，規(guī)格為Ф27×420mm，聚能管內(nèi)充滿炸藥，選用毫秒延期電雷管進(jìn)行引爆，通過(guò)MFB-200型發(fā)爆器進(jìn)行正向起爆。

2）將炸藥用注藥槍注入聚能管槽內(nèi)，在聚能管一端安設(shè)雷管和引線，將引線穿過(guò)第二根聚能管，將第一、第二根聚能管連接緊固，然后在第二根管內(nèi)注藥并安設(shè)雷管和引線[2]，依次類推，完成所有裝藥工作，每個(gè)孔內(nèi)安設(shè)三根聚能管，每根聚能管內(nèi)注入三卷炸藥。要求每根聚能管內(nèi)注藥均勻不能斷開，每根聚能管設(shè)置一個(gè)雷管。

3）切頂眼間距與裝藥間距。對(duì)預(yù)設(shè)500mm的切頂眼間距進(jìn)行單孔爆破試驗(yàn)，通過(guò)內(nèi)窺鏡對(duì)孔內(nèi)裂隙進(jìn)行觀測(cè)，結(jié)果表明，預(yù)設(shè)間距為500mm的切頂眼難以對(duì)頂板形成有效的預(yù)裂，故在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中調(diào)整頂板切頂眼間距為400mm，為提高切縫效果，增加空孔，采用間隔裝藥，裝藥孔間距為800mm，藥量確定為小于1 kg/卷。爆破方式示意如圖2所示。

圖2 爆破方式示意圖

4）將聚能管切縫方向調(diào)整至與切頂線一致[3]，封泥封孔，控制封泥長(zhǎng)度不小于1.5m。

5）考慮到巷道頂板的穩(wěn)定性及爆破對(duì)支護(hù)的影響，一次爆破起爆5個(gè)炮孔。22204綜采工作面運(yùn)輸順槽超前進(jìn)行頂板預(yù)裂爆破，預(yù)裂爆破長(zhǎng)度距綜采工作面煤壁不得小于100m。

4 沿空留巷支護(hù)方式

4.1 超前支護(hù)

下端頭采用ZTZ10200/21/38端頭支架支護(hù)頂板，緊貼工作面過(guò)渡支架和巷道上幫打設(shè)，下超前采用ZCZ16000/23/38超前液壓支架支護(hù)頂板，為避免端頭支架和超前支架擠壓頂板錨索，采取在支架上方墊背木的方式進(jìn)行防護(hù)。控制安全出口高度不低于1.8m，超前支護(hù)距離不得低于20m。

4.2 沿空留巷后巷加強(qiáng)支護(hù)

22204綜采工作面順槽每回采一排，在距巷道上幫600mm、距巷道中心線1900mm位置處架設(shè)2棚U型鋼腿支護(hù)，柱窩深度100mm，搭接長(zhǎng)度500-～1000mm，頂部采用 2根等強(qiáng)錨桿固定[4]；U型鋼棚打設(shè)兩道連接板，棚腿扎角控制在80°～82°之間，限位卡纜扭力為200N·m，限位卡纜上緊螺栓之后用防崩扣進(jìn)行防護(hù)，防止崩斷傷人。

4.3 沿空留巷臨時(shí)支護(hù)

22204綜采工作面后方80m范圍內(nèi)的順槽每回采一排，在距上幫支護(hù)U型鋼棚100mm的下幫，采用單體液壓支柱配合4m“π”型梁進(jìn)行支護(hù)[5]，單體支柱選用“一梁四柱”式，各支柱間距自上而下分別為1100mm、1300mm、1300mm，控制沿空留巷加強(qiáng)支護(hù)距離≧80m，通過(guò)后期巷道變形量觀測(cè)和支護(hù)效果，調(diào)整巷道加強(qiáng)支護(hù)距離。

4.4 成巷穩(wěn)定區(qū)支護(hù)

距煤壁80m之后的區(qū)域?yàn)槌上锓€(wěn)定區(qū)，此區(qū)域巷道受采動(dòng)影響較小，巷道圍巖穩(wěn)定，工作面回采期間，頂?shù)装逡七M(jìn)量與巷道周邊壓力變化很小，此時(shí)，可將作為臨時(shí)支護(hù)的單體柱撤掉，保留U型鋼進(jìn)行圍巖的支護(hù)。

5 其它施工技術(shù)措施

1）為防止老塘冒落的矸石滾落至留巷空間內(nèi)，需提前在22204綜采工作面1#-5#架前鋪網(wǎng)上繩。

2）隨著巷道沿空留巷的施工，需在巷道下幫鋪設(shè)鐵水溝槽，在22204運(yùn)輸順槽低洼處設(shè)置臨時(shí)水倉(cāng)（布置兩臺(tái)BQS60-100-37/N型水泵，一備一用），通過(guò)22204運(yùn)輸順槽4吋排水管經(jīng)22204運(yùn)輸順槽排至-150m水倉(cāng)。

3）22204運(yùn)輸順槽沿空留巷施工至22204綜采工作面沿空留巷回風(fēng)聯(lián)巷處，不再使用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，采用全風(fēng)壓“Y”形通風(fēng)，利用22204綜采工作面沿空留巷回風(fēng)聯(lián)巷進(jìn)行回風(fēng)。

4）沿空留巷內(nèi)的單體柱隨著留巷進(jìn)度，可以由里向外對(duì)其逐步拆除更換為木垛支護(hù)（保證支護(hù)長(zhǎng)度不小于80m）沿空留巷期間所使用的單體柱必須使用墊木靴，并綁防倒繩進(jìn)行固定。

6 結(jié)語(yǔ)

為解決云蓋山煤礦采掘接替緊張的情況，提高掘進(jìn)效率，對(duì)22204綜采工作面切眼至22204綜采工作面停采線約1270m的區(qū)域采用切頂卸壓巷內(nèi)復(fù)合支護(hù)技術(shù)進(jìn)行沿空留巷。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，云蓋山煤礦22204綜采工作面在整個(gè)回采過(guò)程中，切頂側(cè)頂板完整,非切頂側(cè)頂板巖層變形彎曲，巷道圍巖穩(wěn)定，采空區(qū)頂板均勻垮落，工作面施工過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)頂板、煤壁大面積垮落、片幫的現(xiàn)象，實(shí)際留巷效果較好。