工作面回風巷過采空區巷道支護及安全措施

高建軍

(陽泉新宇巖土工程有限責任公司，山西 陽泉 045000 )

1 概況

陽泉煤業（集團）有限責任公司三礦6015工作面所采煤層屬于下二疊統山西組下部的3#煤層，煤層賦存穩定，結構較為簡單。在下部有一薄層泥巖夾矸，厚0～0.34m。煤層平均厚度4.93m，煤層厚度變化系數為11.07%。工作面埋深為153～251m，煤層偽頂為黑色泥巖，厚為0.1～1.0m；直接頂為灰黑色泥巖，局部含炭質，厚約2.2m；基本頂為淺灰色中粒泥巖，石英成分為主，常泥巖條帶或薄層，厚約15m；直接底為灰黑色泥巖，局部含炭質，厚約1.2m；基本底為深灰色砂質泥巖，中夾砂巖和泥巖薄層，有時見菱鐵礦結核，平均厚度約8.85m。

6015工作面回風順槽長約1299m，工作面設計為綜采放頂煤。工作面傾斜長度為155m，在主井東南布置巷道，東面為保安煤柱，礦界外采空區（無積水），南面為保安煤柱，礦界外為公共煤田疑似有小窯破壞區（無積水），西面為采區皮帶巷，北面為6015進風順槽。在遇小窯破壞區時對巷道掘進有影響。6015工作面運輸順槽設計斷面近似為矩形，凈斷面尺寸為3.8×2.6m。6015進風順槽在巷道掘進到354m處，巷道將揭露采空區，區域內頂板冒落，為確保施工安全，加強巷道頂板的支護，需制定支護方案，編制工作面揭露空區、空巷的安全技術措施。

2 工作面回風巷過采空區段支護方案

2.1 支護方案

圖1為工作面回風巷過采空區段斷面支護圖。6015工作面回風巷頂板每排打5根錨桿，巷道兩幫各布置4根錨桿。

頂板和兩幫錨桿參數：頂錨桿采用Φ20mm、長度2400mm的20MnSi左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿，間排距為850×800mm。幫煤柱側幫錨桿選擇Φ20mm、長度2000mm的20MnSi左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿；回采側幫錨桿選擇Φ20mm、長度2000mm玻璃鋼錨桿方便采煤機進行回采割煤，間排距均為800×800mm。使用藥卷規格為K2335和Z2360，輔助支護采用金屬網和鋼筋梯子梁聯合支護，施工時候錨桿預緊力矩要確保不少于250N·m。錨桿角度布置成頂角向頂傾斜15°左右，底角處錨桿向底傾斜10°左右，其他錨桿均垂直兩幫布置。

頂板錨索：確定用Φ15.24mm、長6.3m的1×7股的高強錨索，錨索間排距900×1000mm，施工時錨索一排打3根。錨索托盤匹配300×300×12mm的高強平托盤，錨索預緊力應≥200kN，樹脂藥卷型號為2支Z23603與1支K2335。

圖1 工作面回風巷過采空區段斷面支護圖（mm）

工作面回風巷過空區段補強支護：在掘進巷道兩側的空巷，距離巷幫約1000mm位置，采用寬厚均為80～100mm的方木搭成的木垛接頂，木垛間距不大于2000mm；在掘進巷道的兩側，采用空心磚或者料石碹壘砌，并采用水泥砂漿封閉墻體表面，防止漏風。

支護全部通過采空區后，需采用鋼棚在巷內進行二次加強支護，實現主動支護與被動支護同時作用，確保采空區內布置的巷道頂板穩定和安全。鋼棚棚距不大于600mm。鋼棚上方用水木背板背實，漏風型鋼棚之間需用角鋼或者鋼筋拉桿相互連接，防止頂板來壓時鋼棚傾倒。

2.2 防止頂板事故措施

（1）巷道過采空區段，要“敲幫問頂”及時處理掉活矸危巖，確保巷道安全，防止片石傷人事故。

（2）減少循環進度，每循環進度不超過1.2m，架棚支護時，每循環進度不超過0.6m，掘一棚支護一棚，嚴禁空頂作業。為了避免冒頂事故的發生，永久支護要緊跟工作面，不留空頂距。

（3）施工前，要備好充足的物料，若發生冒頂，要等頂板穩定后再處理。

3 結論

針對6015工作面回風巷過采空區的實際，制定了合理的支護方案和施工安全措施，過采空段巷道圍巖得到有效控制，保證了掘進工作面的生產安全，為類似過空巷施工提供了借鑒。