沿空送巷在礦井中的應(yīng)用

一、概述

從1958年開始該公司開采迄今有四十多年的開采歷史，其主要開采煤層有D組和F組兩組煤層。經(jīng)過多年的開采，目前已轉(zhuǎn)入下水平。在開采生產(chǎn)過程中，技術(shù)管理難度大，采區(qū)的生產(chǎn)能力小。尤其是F組煤層，煤層平均厚度為1.1-1.4米，傾角大約在70°~ 80°之間，其主要的采煤方法為高落結(jié)合斜坡的采煤法。為了提高工作面的單產(chǎn)能力和為安全生產(chǎn)提供必要的保證，必須堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，為此必須保證要有上出口作為前提條件，才能為工作面的生產(chǎn)提供良好的氣候條件，同時(shí)還可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。我們在實(shí)踐中探索出了應(yīng)用沿空送巷來修復(fù)上風(fēng)巷。

二、沿空送巷的實(shí)際應(yīng)用

我們過去認(rèn)為，沿空送巷只有在傾斜和緩傾斜的煤層中推廣應(yīng)用，同時(shí)靠近有采空區(qū)側(cè)還必須砌矸石帶防止漏風(fēng)和采空區(qū)的矸石竄入巷道內(nèi)，確保系統(tǒng)的完善。這樣，我們對布置工作面的上風(fēng)巷，就降低水平開掘上風(fēng)巷，使財(cái)力、物力造成很大的浪費(fèi)。為了解決這一予盾，我司礦井的工程技術(shù)人員針對大坑井田F組煤層傾角大（70°~ 80°），煤層薄（1.1~1.4米）等特點(diǎn)，對上區(qū)段煤層的運(yùn)輸巷進(jìn)行了實(shí)地考察。認(rèn)為采空區(qū)已被上部頂?shù)装蹇迓涠涮睿蠀^(qū)段的回采時(shí)間距現(xiàn)在較長，其采空區(qū)的頂?shù)装蹇迓湟鸦痉€(wěn)定，有利于采用沿空送巷來修復(fù)上風(fēng)巷。

沿空送巷即沿原來煤層的運(yùn)輸巷來修復(fù)，作為下區(qū)段工作面的總回風(fēng)之用，兼作行人、運(yùn)料之用。確保整個(gè)礦井的生產(chǎn)系統(tǒng)的完善，同時(shí)也改善了礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。因?yàn)檗D(zhuǎn)入下部水平的生產(chǎn)，礦井的瓦斯涌出量也不斷增加，確保每個(gè)回采工作面要有獨(dú)立的回風(fēng)系統(tǒng)，減少工作面的串聯(lián)風(fēng)，為礦井的安全生產(chǎn)起了積極的作用。

根據(jù)礦井的實(shí)際情況，目前所修復(fù)的上風(fēng)巷，是在急傾斜煤層的運(yùn)輸巷中進(jìn)行。在修復(fù)過程中，為了防止支架頂端的煤炭和老塘矸石大量下竄，確保安全生產(chǎn)，及時(shí)用斜撐木撐住支架，提高支架整體的穩(wěn)定性，并用木板堵塞孔洞來防止串矸。修復(fù)的回風(fēng)巷距上部的總回風(fēng)巷的垂高為180米，回采時(shí)間距現(xiàn)在較長，巷道的頂?shù)装蹇迓湟草^為穩(wěn)定，所修復(fù)的上風(fēng)巷的漏風(fēng)經(jīng)測定每平方米面積的漏風(fēng)量為0.012m3/min，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，為上風(fēng)巷的修復(fù)起了積極的作用。

在修復(fù)過程中，我們擬用了木料梯形支架對其支護(hù)，其維修斷面同原斷面S=4.8 m2，棚距為0.8 m。對于局部的維修地段，其頂板垮落較為嚴(yán)實(shí)。此時(shí)，我們也相應(yīng)采取了必要的安全生產(chǎn)措施，如對靠近修復(fù)的迎頭支架加釘拉條，使現(xiàn)有的支架連為一體，提高了支護(hù)的穩(wěn)定性。同時(shí)還保證巷道的后路暢通無阻，保證作業(yè)人員能及時(shí)撤退安全地段。在修復(fù)的迎頭進(jìn)行超前支護(hù)，先打穿斜板來控制頂板的垮落，同時(shí)并加密支架的棚距。

三、與傳統(tǒng)降低水平掘上風(fēng)巷的比較具有如下特點(diǎn)

過去，我們曾經(jīng)使用過降低水平來布置下部水平工作面的上風(fēng)巷（見附圖）。這樣，同布置一個(gè)回采面的上風(fēng)巷，其長度均為110米，那么就要多掘全巖巷道74米。在實(shí)際施工中，其技術(shù)管理難度大，掘進(jìn)工效低，尤其在下山掘進(jìn)更為突出，準(zhǔn)備工期長，具體表現(xiàn)如下：

我礦所開采的煤層屬于大坑井田F組煤層，由于煤層較為松軟，煤層的傾角大，平均都在70°~ 80°之間，上部水平均為采空區(qū)，加上降低水平面的垂高較小，如在掘進(jìn)過程中，由于如果放炮倒架或其它原因，有可能產(chǎn)生冒頂，使施工難度加大，那么工程的進(jìn)度和工程質(zhì)量也難于保證，給安全生產(chǎn)帶來威脅。

在工程施工中，降低水平大約垂高在8米左右。由于原來的集中運(yùn)輸巷布置在距煤層較近，多年來的開采，受到采動(dòng)的影響；以及有時(shí)巷道維護(hù)不及時(shí)，使原來集中運(yùn)輸巷的破壞較為嚴(yán)重，同時(shí)巷道的四周圍巖也受到不同程度的破壞，產(chǎn)生裂隙。尤其是上部水平的煤柱受到小窯的開采破壞，地面的一些水源也滲透到礦井，使涌水量加大。礦井水沿原集中運(yùn)輸巷的四周裂隙滲透到降低水平開掘上風(fēng)巷，涌水量平均每小時(shí)為6.7 m3/h。因此，在生產(chǎn)過程中，必須加設(shè)一套排水設(shè)備。提升時(shí)還必須需要多安裝一部絞車，作業(yè)提碴、運(yùn)料之用。同時(shí)，還需安一套通訊聯(lián)絡(luò)信號，服務(wù)時(shí)間為11個(gè)月。而沿空送巷則無需這些機(jī)電設(shè)備，較降低水平掘工作面的上風(fēng)巷，可節(jié)約提升、排水所消耗的電費(fèi)八千多元。相應(yīng)也減少機(jī)電的維護(hù)量，同時(shí)也減少了一些不安全隱患。

尤其在回采過程中，使回采工作面的淋水加大，增加工作面的壓力。因?yàn)槊簩虞^為松軟，故煤層對水的滲透能力較強(qiáng)，給工作面的支護(hù)維護(hù)困難。工人在工作過程中受到淋水，身體的身心健康受到影響。同時(shí)，對于我礦F組急傾斜煤層開采所用高落與斜坡相結(jié)合的采煤法，在安全生產(chǎn)上受到嚴(yán)重的威脅。

降低水平掘上風(fēng)巷在施工過程中，受到炮動(dòng)的影響，及上部為采空區(qū)。巷道的壓力也漸漸加大，靠近煤層的一側(cè)支架的腿下沉量達(dá)40cm，同時(shí)有38﹪的支架受到破壞（從見煤施工一個(gè)月后，對50m的上風(fēng)巷進(jìn)行觀察20天）。使巷道的繼續(xù)掘進(jìn)無法進(jìn)行，影響進(jìn)展，必須立即進(jìn)行維修補(bǔ)架，增加了巷道的維護(hù)量。特別是在后期工作面回采時(shí)，支架受破壞更為嚴(yán)重，增加巷道的維護(hù)費(fèi)用(見附表)。

而對已修復(fù)的上風(fēng)巷，其實(shí)際的巷道維護(hù)量并不大，共修復(fù)的110米沿空送巷，經(jīng)過兩個(gè)月觀察，維修補(bǔ)架僅為9架。這樣較降低水平掘上風(fēng)巷坑木的消耗可節(jié)約18 m3，為企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

在煤炭資源回收方面：對于我們所我們所修復(fù)的沿空送巷的上風(fēng)巷中，實(shí)踐證明，能夠減少煤炭資源的損失。同時(shí)也及時(shí)回收到上部區(qū)段的煤柱。如在410水平F4煤層修復(fù)上風(fēng)巷時(shí)，平均每維修一米巷道可回收8噸煤炭。使工作面的回收率可提高到92﹪，而降低水平來開掘工作面的上風(fēng)巷，減少了回采工作面的長度，使回風(fēng)巷以上的煤炭資料無法全部回收，工作面的回采率只有為80﹪。

四、總結(jié)

在實(shí)際應(yīng)用過程中，沿空送巷可少掘上風(fēng)巷，可減少掘進(jìn)工程量和其它的直、間接生產(chǎn)費(fèi)用。對于以上對比分析，目前沿空送巷來修復(fù)上風(fēng)巷將在我司F組煤層繼續(xù)推廣使用。具有準(zhǔn)備時(shí)間短，有利于采掘生產(chǎn)接替、巷道的維護(hù)量小，有利于煤炭資源的回收，提高煤炭資源的回收率。巷道使用的支護(hù)形式為梯形木支架，沿空送巷作為上風(fēng)巷，其長度短，在實(shí)際生產(chǎn)回采過程中，生產(chǎn)周期短，一般為六個(gè)月左右。對于支護(hù)改革，為積極推廣新的支護(hù)形式，如擬用可縮卡環(huán)式梯形金屬支架，有利于回收復(fù)用。這樣可減少坑木的消耗量，同時(shí)也為安全生產(chǎn)提供必要的條件，降低了巷道的維護(hù)量，可為企業(yè)產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。