綜放工作面過聯(lián)絡(luò)巷的技術(shù)研究

文/張學(xué)生 孫長(zhǎng)軍

目前，煤礦開采技術(shù)發(fā)展非常迅速，動(dòng)壓條件下回撤通道技術(shù)已研究成功并成熟應(yīng)用。該技術(shù)在條件許可的前提下，將回撤通道預(yù)先掘出，或者實(shí)現(xiàn)一巷兩用，將現(xiàn)成的巷道直接用做設(shè)備回撤通道，會(huì)使設(shè)備回撤速度更快，施工組織更簡(jiǎn)便。

針對(duì)山東濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)運(yùn)河煤礦6301工作面的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，對(duì)6301運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行支護(hù)方式的技術(shù)研究。

一、工作面概況

6301綜放工作面是運(yùn)河煤礦-725水平六采區(qū)第二個(gè)工作面，其南鄰6302綜放工作面采空區(qū)，工作面北西鄰BF7斷層，東到工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱和村莊保護(hù)煤柱，屬于一側(cè)采空的綜放工作面，工作面采用傾向長(zhǎng)壁采煤法。回采后期，為最大限度地回收煤炭資源，停采線設(shè)置在6301運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷上方。

皮帶運(yùn)輸巷聯(lián)絡(luò)巷概況：6301運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷是為了便于運(yùn)輸、拆裝設(shè)備，運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷與6301工作面主聯(lián)絡(luò)巷布置在煤層底板中，6301運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷在工作面下，以水平掘進(jìn)進(jìn)入煤層中。拱形巷道，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，規(guī)格為凈寬×凈高=3.6×3.0m，巷道斷面積：9.4m2，支護(hù)參數(shù)為:錨桿規(guī)格為 φ18×1800mm，排距 × 間 距=800×800mm， 噴 厚150mm；每根錨桿用ф23mm的中速Z2350樹脂藥卷2卷，藥卷長(zhǎng)度總共為1.0m。巷道中部布置2排錨索，錨索長(zhǎng)度7.5m，錨索的張拉力為10t，間距2.0m。頂板有約4m厚的夾矸，傾角約4°，其上為煤。夾矸為粉砂巖，f=2～4。

二、聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)

1.支護(hù)材料選擇

（1）工作面推過運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，將沿煤層底板以一定角度α推過聯(lián)絡(luò)巷（見圖1）。

暴露在運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷中的一段支架必須在下方以傾角α充填實(shí)，而且材料必須不可壓縮，防止支架下陷，同時(shí)也可以減緩工作面傾角，最大限度減少對(duì)機(jī)電設(shè)備和頂板的影響。基于此考慮，選用巖巷掘進(jìn)生產(chǎn)出的矸石進(jìn)行充填，這樣既可以減少地面矸石污染，也可以節(jié)省運(yùn)輸路線。

（2）在運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷頂板上方回采的工作面地段，隨著后期回采，巷道完全變形，支護(hù)材料不可回收，同時(shí)支護(hù)材料必須有很大的抗壓性，另外也不允許有很大的壓縮空間，否則造成工作面底板不

首先支柱支護(hù)因?yàn)橛袎毫ι舷蓿吸c(diǎn)有限，不利于頂板的整體穩(wěn)定而被舍棄了。另外一個(gè)就是面支護(hù)。具體到材料問題就是矸石充填和木垛支護(hù)。矸石充填有利于巷道的穩(wěn)定，但是工程量較大，而且通風(fēng)不暢，不利于施工。最后確定此段為木垛支護(hù)。

2.支護(hù)方式

通過地質(zhì)資料得知，運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷上方存在4m厚的夾矸，矸石較厚，且近似水平，又有錨索加固，使其形成了較穩(wěn)定的組合梁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)如果完整，可以承受短期內(nèi)工作面采動(dòng)及推過時(shí)的壓力。因此，在選擇支護(hù)方式的時(shí)候，主要考慮夾矸的完整性，據(jù)此將聯(lián)絡(luò)巷分為三個(gè)區(qū)域：

（1）根據(jù)通過聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，工作面底板（即聯(lián)絡(luò)巷頂板）礦壓顯現(xiàn)程度將聯(lián)絡(luò)巷分為三個(gè)區(qū)域：a聯(lián)絡(luò)巷暴露區(qū)域；b夾矸層破壞區(qū)域（即工作面底板不穩(wěn)定區(qū)域）；c夾矸完整區(qū)域（即工作面底板相對(duì)穩(wěn)定區(qū)域）。根據(jù)以上不同區(qū)域，選擇合理的支護(hù)方式。

a區(qū)域：根據(jù)工作面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和地質(zhì)資料，工作面機(jī)頭段的傾角即 α=12°～14°，現(xiàn)取平均值 13°，工作面調(diào)整區(qū)域段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=h/sinaα=3/sina13°=13.3m, 以工作面支架數(shù)為單位，即1#～10#支架段，此段聯(lián)絡(luò)巷用矸石充填。

b區(qū)域：工作面自11#架傾角為 8°～10°，取最小值保證以底板穩(wěn)定性。

L=4.0/sin8°=28.6， 即 11#～30#支架段。此段聯(lián)絡(luò)巷木垛支護(hù)必須加強(qiáng)。

c區(qū)域：底板相對(duì)穩(wěn)定段，根據(jù)拱形巷道礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)，木垛重點(diǎn)支護(hù)幫部。

3.工作面調(diào)整

（1）6301工作面調(diào)整的重點(diǎn)是1#～30#支架，通過對(duì)支架的調(diào)整，保證底板的穩(wěn)定，防止底板下陷。這就要求嚴(yán)格按照工作面通過運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷的預(yù)想剖面圖對(duì)工作面的提臥刀進(jìn)行調(diào)整，以保證工作面1#～10#支架地段傾角嚴(yán)格控制在 13°，11#～30# 支架地段傾角不得小于8°，從而保證31#至機(jī)尾地段底板夾矸的完整穩(wěn)定（見圖2）。

（2）為保證底板的穩(wěn)定，運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷通過時(shí)間愈短愈好，因此工作面采取調(diào)機(jī)頭方式，以加快工作面通過運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷的速度。

三、生產(chǎn)管理中應(yīng)注意的問題

1.運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷矸石充填工作應(yīng)放在最后，確保通風(fēng)滿足施工需要；運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷的木垛支護(hù)必須確保平穩(wěn)嚴(yán)實(shí)，防止出現(xiàn)壓力增大時(shí)，木垛歪倒或壓縮較嚴(yán)重的現(xiàn)象，造成底板下陷。

2.工作面調(diào)機(jī)頭時(shí)，由于軌順、皮順落差的存在，勢(shì)必造成工作面下滑，因此必須嚴(yán)格控制好前部運(yùn)輸機(jī)的上竄下滑，減少影響推進(jìn)速度因素的存在。

3.運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷木垛支護(hù)應(yīng)提前進(jìn)行，避免因回采造成頂板壓力增大，使聯(lián)絡(luò)巷變形嚴(yán)重，不利于施工安全和質(zhì)量。

4.因現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)節(jié)較多，必須制定嚴(yán)格的考核目標(biāo)措施確保現(xiàn)場(chǎng)工作的落實(shí)。

四、結(jié)論

在運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷復(fù)雜地質(zhì)條件下，采取科學(xué)的技術(shù)手段、進(jìn)行必要的工作面調(diào)整后，可保證工作面安全、順利、經(jīng)濟(jì)地通過空巷。其技術(shù)措施是綜合性的，工作面支架調(diào)整、頂板強(qiáng)化控制、通過工序的優(yōu)化等是核心技術(shù)內(nèi)容，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)摸索和合理掌握。

通過對(duì)運(yùn)河煤礦6301工作面底板礦壓顯現(xiàn)程度分析，將運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷分為不同的區(qū)域，采取不同的支護(hù)方式，當(dāng)工作面機(jī)頭段的傾角為 12°～14°時(shí)，采用矸石充填；當(dāng)傾角為 8°～10°時(shí)，采用木垛支護(hù)且必須加強(qiáng)支護(hù)；當(dāng)?shù)装逑鄬?duì)穩(wěn)定時(shí)，采用木垛重點(diǎn)支護(hù)幫部。此分段支護(hù)的方式符合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，保證了工作面快速、安全、經(jīng)濟(jì)地通過運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷，提高了單產(chǎn)和工效。

采用分段支護(hù)的方式，有效縮短了工期，按照目前運(yùn)河煤礦每年四個(gè)工作面來(lái)算，每年可節(jié)省工期12～20d，每年為礦多創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益1000萬(wàn)元。