采區(qū)首采工作面安全過空巷技術(shù)研究

梁凱

摘 要：文中在對(duì)20301綜采工作面空巷分布位置以及特征進(jìn)行勘探確認(rèn)的基礎(chǔ)上，從加強(qiáng)空巷支護(hù)，落實(shí)礦壓管理，合理組織開采推進(jìn)等方面出發(fā)，分析了回采工作面過空巷的技術(shù)措施。20301綜采工作面過空巷時(shí)均未出現(xiàn)周期來壓，頂板管理良好，實(shí)現(xiàn)了回采工作的安全高效進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：回采面;空巷;支護(hù);礦壓

空巷是回采工作面設(shè)計(jì)方案改變或者小煤窯無序開采而留下的廢棄巷道。由于空巷廢棄時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)部容易出現(xiàn)瓦斯、水聚集，同時(shí)巷道的支護(hù)可能會(huì)出現(xiàn)失效，兩幫及頂板變形大[1-2]。特別是受到開采動(dòng)壓影響時(shí)，空巷極其容易出現(xiàn)頂板下沉、煤壁片幫，給回采工作的正常開采帶來隱患[3]。文中以20301綜采工作面空巷為工程背景，對(duì)采用的技術(shù)措施進(jìn)行分析，以期能更好的促進(jìn)礦井回采工作的開展。

1 概述

山西某礦為資源整合礦井，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為180萬t/a，現(xiàn)井下開采的2采區(qū)3號(hào)煤層20301綜采工作面，回采面設(shè)計(jì)的走向長(zhǎng)度為1890m，傾斜長(zhǎng)度為260m，由于前期小煤窯開采留下的空巷以及回采巷道掘進(jìn)，在回采面內(nèi)共有7條空巷，同時(shí)為了便于回采面通風(fēng)，中間布置有聯(lián)絡(luò)巷，具體的回采面及空巷位置關(guān)系如圖1所示。

在回采面開采區(qū)間存在多條空巷，由于整個(gè)回采工作面從開始布置到開始回采歷時(shí)3年，空巷存在時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)巷道采用錨桿支護(hù)，直徑為16mm，長(zhǎng)度為1600mm，間排距為1600mm，同時(shí)配合采用金屬網(wǎng)。同時(shí)3號(hào)煤層頂板有厚度在300mm的偽頂（泥巖）隨著時(shí)間的推移，巷道頂板下沉量以及兩幫位移量較大。巷道掘進(jìn)時(shí)采用炮掘方式進(jìn)行，巷道掘進(jìn)質(zhì)量較差，表面不規(guī)則，巷道寬度不一致，在2200mm到3500mm間，高度在2800mm，回采工作面設(shè)備過空巷時(shí)需要采用留底方式推進(jìn)，影響推進(jìn)速度。同時(shí)回采面空間內(nèi)存在幾條封閉時(shí)間長(zhǎng)的空巷，巷道內(nèi)的狀況不明朗，長(zhǎng)時(shí)間沒有通風(fēng)，存在瓦斯等有毒有害氣體聚聚的可能。

2 回采面過巷道技術(shù)方法

2.1 超前勘探

為了更好的指導(dǎo)回采面的生產(chǎn)，應(yīng)有針對(duì)性的布置回采面給過空巷的支護(hù)方案以及過空巷技術(shù)措施，做好超前的勘探工作，查明空巷的具體狀態(tài)[4-5]。需要查明的具體參數(shù)為：巷道寬度及高度，頂板以及兩幫冒落情況，巷道內(nèi)的有毒有害氣體聚集情況，積水情況、以及巷道留設(shè)的頂煤、底煤厚度等等。

通過超前勘探，有效的掌握巷道的寬度、高度、位置、方位角。為工作面回采過空巷時(shí)夾角的確定提供指導(dǎo)，防止回采面一次揭露空間的距離更長(zhǎng)。通過對(duì)密閉巷道內(nèi)的有毒有害氣體以及積水情況的勘察，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)進(jìn)行排除，保證過空巷的安全。對(duì)巷道支護(hù)情況進(jìn)行掌握，以便有針對(duì)性的采區(qū)巷道支護(hù)措施，確保過空巷期間回采空間的安全;通過查明巷道的留底或者留頂厚度，便于制定回采面過空巷的技術(shù)方案，防止回采空間底板不平整，影響頂板管理。在對(duì)上述參數(shù)查明之后，應(yīng)在采掘工程平面圖、通風(fēng)系統(tǒng)圖等圖紙上詳細(xì)的標(biāo)注。

2.2 加強(qiáng)支護(hù)

原有的空巷支護(hù)強(qiáng)度底，在回采影響作用下，頂板以及兩幫的變形量較大。采用錨桿、錨索、金屬網(wǎng)以及W鋼帶對(duì)巷道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，具體的支護(hù)參數(shù)為：

頂板支護(hù)：巷道頂板錨桿采用直徑為22mm，長(zhǎng)度為2400mm，間排距為1200mm×1200mm高強(qiáng)左旋無縱筋錨桿，施加的拉拔力應(yīng)高于60kN，扭矩高于150N·m，配合采用菱形金屬網(wǎng)片，網(wǎng)孔大小為100mm×100mm。同時(shí)配合采用W型鋼，提高頂板的整體承載能力。對(duì)于巷道寬度大于2500mm的巷道，采用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，錨索直徑為18.6mm，長(zhǎng)度為6400mm，施工兩根錨索，間排距均為1600mm，當(dāng)巷道寬度在2500mm以內(nèi)時(shí)，在巷道中部施加一根錨索，排距為1600mm，錨索施加的預(yù)應(yīng)力應(yīng)大于200kN。

巷幫支護(hù)：巷幫支護(hù)錨桿采用直徑為20mm的玻璃鋼錨桿，直徑為16mm，長(zhǎng)度為2400mm，施加的拉拔力應(yīng)高于50kN，扭矩高于120kN·m，錨桿的間排距為800mm×1600mm，配合采用網(wǎng)目50mm×50mm的塑料網(wǎng)。

當(dāng)過空巷的巷道頂板較為破碎，可以采用單體支柱配合工字鋼進(jìn)行支護(hù)，單體支護(hù)安設(shè)位置在梁端向內(nèi)側(cè)400mm處，排距為800mm;巷道兩幫片幫較為嚴(yán)重時(shí)，可以采用單體支護(hù)配合金屬梁采用一梁兩柱方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬網(wǎng)或者塑料網(wǎng)兜內(nèi)有大量浮煤，在對(duì)巷道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)前需要對(duì)浮煤進(jìn)行清理。

2.3 礦壓觀測(cè)

回采面開始推進(jìn)時(shí)，就對(duì)開采礦壓進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，掌握初次來壓步距，周期來壓步距，動(dòng)壓強(qiáng)度，液壓支架工作阻力以及工作面前方壓力分布特征。對(duì)工作面推進(jìn)期間的礦壓顯現(xiàn)進(jìn)行觀測(cè)分析，特別是工作面距離空巷距離在3m以內(nèi)時(shí)，對(duì)回采推進(jìn)期間每一天的礦壓顯現(xiàn)都應(yīng)及時(shí)記錄分析，判斷回采面過空巷時(shí)是否出現(xiàn)周期來壓，直到回采面安全過空巷。當(dāng)回采工作面在空巷前后5m范圍內(nèi)出現(xiàn)周期來壓時(shí)，可以采用等壓、壓讓等措施，保證在回采面過空巷期間不會(huì)出現(xiàn)周期來壓。

2.4 合理組織開采推進(jìn)

待采煤機(jī)割煤之后，采用先移動(dòng)支架，后推刮板輸送機(jī)方式，及時(shí)的對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，采用上述方式可以減少頂板空頂時(shí)間至少30min;工作面布置成偽斜方式，盡量減少回采面與空巷的接觸面積，同時(shí)采用多循環(huán)、短進(jìn)刀方式，減少回采面與空巷的貫通距離;回采面與空巷接觸貫通后，及時(shí)打開液壓支架的支撐擋板，配合單體支架對(duì)采面空頂進(jìn)行支護(hù)。

回采面過空巷是一項(xiàng)比較復(fù)雜工作，應(yīng)針對(duì)空巷的具體特征，做好礦壓分布規(guī)律分析，并加強(qiáng)空巷的支護(hù)強(qiáng)度，提高巷道頂板及兩幫穩(wěn)定性，合理組織回采工作，縮短工作面空頂時(shí)間，防止頂板出現(xiàn)冒落，確?；夭晒ぷ鞯陌踩?。

3 總結(jié)

回采面過空巷影響采煤工作的正常推進(jìn)，針對(duì)空巷的具體特征，首先應(yīng)排除空巷內(nèi)的有毒有害氣體，積水等，并對(duì)空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固?；夭擅嫱七M(jìn)期間加強(qiáng)對(duì)礦壓觀測(cè)，避免在工作面過空巷期間出現(xiàn)周期來壓，合理的組織采煤工作，減小工作面頂板空頂時(shí)間。20301綜采工作面通過采用上述技術(shù)措施，安全的通過了空巷，保證了回采工作的高效開展。

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