復雜條件下綜采工作面過老巷技術研究

文/王新華

復雜條件下綜采工作面過老巷技術研究

文/王新華

山東能源肥礦集團白莊煤礦3710綜采工作面地質條件復雜，斷層較多，巷道掘進時為探明該工作面詳細地質情況，施工多條探巷，由此確保3700采區邊角煤資源的安全合理回收。3710綜采工作面沿煤層頂板推進到III號聯絡巷時，該聯絡巷為老巷，受斷層影響，與煤巖層的空間位置分三段，即巖頂全煤段、破頂半煤巖段和全巖段，層位關系較為復雜，一段在煤層中，大部分在工作面（煤層）上方，對工作面回采造成困難。為此，白莊煤礦對III號聯絡巷的層位關系、超前支護、工作面調整偽斜、頂板控制等技術進行進一步分析和研究，提出針對性措施并通過現場實踐，確保3710綜采工作面安全通過老巷，實現了安全回采。

一、工作面概述

工作面采用綜合機械化采煤方式，采用單一走向長壁后退式采煤法，一次采全高，垮落法管理頂板。采煤機機械落煤，采煤機與循環刮板輸送機聯合裝煤，刮板運輸機、皮帶運輸機聯合運煤，四柱支撐掩護式液壓支架支護頂板。

III號聯絡巷巷道斷面形狀為矩形，高度2.2m，寬度2.4m，支護方式為錨網帶索，長度42m。

二、綜采工作面過老巷技術分析

1.斷層對工作面推進影響分析

3710綜采工作面內有兩條正斷層，將工作面煤層連續抬高3m，造成工作面推采巖石量大，順、抬溜子困難。同時受斷層影響，斷層附近煤巖層破碎，面前控制困難，易造成頂板冒漏。

2.老巷對工作面推進影響分析

III號聯絡巷掘進時一段在煤層中施工，大部分在煤層頂板中（全巖）施工。隨工作面正常推采，工作面與老巷層位關系一段在煤層中，大部分在工作面（煤層）上方，給工作面推采帶來困難。同時，受掘進及采動壓力影響，老巷周圍煤巖層破碎，影響了工作面的回采安全。

3.過老巷技術措施

當工作面推采到III號聯絡巷時，工作面受斷層和老巷共同影響，層位控制及面前頂板控制極其困難。為確保工作面過老巷期間的推采速度和安全，白莊煤礦通過綜合分析綜采工作面與老巷層位關系、地質情況，并結合現場實際，采取了超前支護老巷、工作面與老巷層位控制、調整偽斜技術、工作面頂板超前控制等過老巷技術措施。

三、過老巷技術措施現場應用

1.過老巷技術措施

（1）超前支護老巷

工作面推采至距III號聯絡巷50m前，必須完成老巷超前支護。其主要目的是為了對采動壓力加強的情況下老巷的變形破壞進行有效地控制，以在容許的范圍之內控制巷道的變形量，進而保障回采過程中工作面和老巷的直接對接，防止出現巷道的冒頂和較大的高低差。

超前支護方式：施工煤矸垛配合工字鋼增強巷道支護整體性，煤矸垛靠巷道面后側施工，巷道面前側采用一路金屬鉸接頂梁配合單體支柱支護頂板。煤矸垛要求底長×底寬＝3.5m×1.6m，垛與垛間距1m，高度嚴密接頂，垛頂垂直煤壁架設工字鋼，每個垛架設2根工字鋼。工字鋼一端搭接在矸石垛上，一端搭接在金屬鉸接頂梁上。施工時任意兩個相鄰的紡織袋之間嚴禁留有空隙；施工完后必須確保頂層與頂板緊密接頂，頂板不平整、接頂不實時使用道木、木楔等物料背頂，確保支護效果；金屬頂梁及單體支柱支設要求：平行巷道支設，一梁一柱墊鞋支設正規，距煤壁0.3m，巷道壓力大、頂板破碎處加密支柱。

（2）老巷透前采取措施

工作面通過此聯絡巷需嚴格沿著頂板進行回采，并根據現場具體情況，適當降低采高，采高控制在2.5m～3.0m。推采期間，嚴格控制支架高度，支架立柱活柱行程量不得小于200mm，以防頂板壓力過大時立柱脹缸。通過聯絡巷前，及時拉移超前支架控制面前頂板。當片幫導致端面距超規定時，垂直于工作面在支架前梁之上攛入板梁或工字鋼（頂板破碎、壓力大時使用工字鋼），其板梁或工字鋼后端攛入支架前梁距離不得小于500mm。并根據現場情況，在面前支設好單體液壓支柱，不得妨礙采煤機過機。

老巷透前10m，拉移支架時，每次只準拉移一組支架，嚴禁兩組支架同時降架。移架時，嚴格執行“帶壓擦頂移架”規定，如架間距超規定時，應在相鄰兩組支架間，插入道木或板棚背頂，防止架間漏矸，拉移支架時，架前嚴禁人員行走或停留。

（3）老巷透后采取措施

透開III號聯絡巷后，巷道內所施工的矸石垛由采煤機放慢牽引速度進行截割，待矸石垛松動后，應停止采煤機運行并閉鎖刮板運輸機，由施工人員將編織袋內煤矸倒入刮板運輸機，并將編織袋、道木等物料進行回收。

過聯絡巷期間，外露的錨桿、錨索、鋼帶等進入機道或纏繞在機組滾筒上時，必須及時將采煤機遷離并停機、閉鎖刮板運輸機，施工人員將物料拾出。巷道透開時，嚴禁人員逗留或通行，并派專人站崗。

2.工作面與老巷層位控制

層位控制是過老巷的關鍵。在工作面推采至距III號聯絡巷30m時，根據地測部門提供的巷道、工作面標高及相關圖紙資料，提前判斷巷道與工作面的高差，結合循環進度，計算出每個循環刮板輸送機需要抬起的高度，然后根據計算數據控制好循環作業時采煤機滾筒的高度、抬好刮板輸送機，并順平頂底板，在工作面推至老巷前基本將二者的層位控制在一個水平。

3.調整偽斜技術

距III號聯絡巷約30m的時候，隨工作面推采調整工作面的偽斜（調整機尾生產），使工作面和老巷的夾角增大，工作面形成斜交過老巷，利于面前頂板的控制，同時有效地避開老巷的集中應力。為加強工作面頂板控制，采用尾7頭3的循環方式進行推采，即：每個循環機尾按0.7m、機頭按0.3m的循環進度推采，調采時，需要保證工作面直線性及循環機頭與順槽固定輸送機的正常搭接。同時，每個循環都要調整支架垂直工作面煤壁及支架間距，防止造成擠架、歪架。

4.工作面頂板超前控制

煤壁和頂板控制是III號聯絡巷和工作面采通之前能否順利通過老巷的另一個關鍵因素。受采動、斷層及礦壓影響，老巷圍巖及煤體松散易冒。因此，要在距離III號聯絡巷10m時，實施“超前控制、加速推進”的技術，對面前煤體的片幫實施人為控制，以使周期來壓破壞減輕。

四、結語

通過在老巷內采取超前加強支護、調整工作面與老巷的角度、層位控制、加強礦壓觀測等一系列技術管理措施，加快了過老巷的推進速度，杜絕了頂板冒落等各類安全事故的發生，取得了良好的生產效益。總之，借助科學、全面和系統的回采技術，能夠確保工作面經濟、順利、安全地通過老巷，對于礦井邊角煤和護巷煤柱等復雜條件下的煤炭資源回收提供了一定的借鑒經驗。

（作者單位：山東能源肥礦集團白莊煤礦）

(責任編輯:周瓊)