綜采工作面過平行空巷技術措施

于元建

（山西煤炭運銷集團錦瑞煤業有限公司，山西 呂梁 033000）

空巷由于其時間較長，部分支護已經破壞失效，在綜采工作面過空巷期間頂板管理難度加大，存在嚴重的安全隱患，需采取技術措施保障工作面安全開采[1-4]。錦瑞煤業8101工作面推進過程中會揭露一條與工作面平行的空巷，工作面同時揭露空巷，工作面空頂面積大，頂板管理難度加大，需采取相應的技術措施，實現工作面回采安全高效。

1 工程概況

錦瑞煤業為瓦斯礦井，開采8號煤層，煤層厚度2.9～3.5m，平均3.2m，傾角0～11 °，含0～3層夾矸，夾矸厚度0.05～0.39m，為泥巖或炭質泥巖，煤層結構為簡單～較簡單，煤層頂底板情況見表1所示。8101綜采工作面位于礦井東翼一采區，地面標高968.2～1076m，工作面標高716.4～806.5m，最大埋深320m，最小埋深237m，奧灰水位標高802～805m，突水系數小，為0.06MPa/m，屬帶壓開采安全區。

表1 煤層頂底板情況表

8101 工作面傾斜長255m，走向推進長度1080m，采高3.1m，采用傾斜長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。液壓支架采用ZY6800/21/43D雙柱支撐掩護式支架，工作阻力6800kN，支撐高度2.1～4.3m，運輸順槽、回風順槽均采用3組ZCZY10200/20/40超前支架。在工作面推進至923m處會遇到一條空巷，該空巷為全煤矩形斷面，與工作面平行，長255m，寬5m，高平均3.2m，巷道兩幫為錨網支護，頂部為錨索支護，空巷直接頂為石灰巖，頂板厚度3.5～4.2m。

2 補強支護方案

空巷年久失修，巷道圍巖破碎，承載能力降低，部分支護體已經失效。綜采工作面逐步接近空巷時，在采動支承壓力作用下空巷圍巖容易失穩，工作面煤壁易發生片幫從而產生冒頂，特別是在工作面揭露空巷時，工作面前方會出現大面積空頂現象，加大了工作面頂板管理難度，極易引起安全事故，必須對空巷進行補強支護，保證空巷頂板安全。

2.1 木垛、單體柱聯合支護

在工作面距離空巷50m時，啟封空巷密閉，并排除巷內瓦斯。為保證空巷位于超前支承壓力升高區以及工作面過空巷期間空巷頂板的穩定，在錨桿、錨索支護的基礎上，還需采用木垛和單體柱聯合支護。單體柱間排距為1500×1500mm，每排4根，兩側單體柱距巷幫均為250mm。空巷內木垛支護中對中間距為6m，木垛木料為2.0m長、不低于Φ16mm的圓木，采用井字打設，圓木兩接觸面為平面。單體柱和木垛支護見圖1所示。

圖1 空巷單體柱和木垛支護圖

2.2 錨桿、錨索補強

單體柱和木垛支護后，再順序檢查空巷內頂板及兩幫錨桿、錨索支護和巷道圍巖變形情況，在失效錨桿、錨索旁以及巷道圍巖變形大的區域必須補打錨桿和錨索，保證空巷圍巖的支護強度。由于工作面兩端頭處于應力集中區，為維護工作面過空巷期間兩端頭的穩定，需對空巷與工作面順槽的交叉口進行加固。在空巷與順槽交叉口巷幫進行錨桿補強，補強范圍為空巷和順槽巷幫各15m范圍，在原空巷和順槽兩排巷幫錨桿中間打設3根錨桿，錨桿間距1200mm，錨桿型號及排距與原支護相同。

3 過空巷技術措施

3.1 工作面布置

由于空巷與工作面平行，為減小工作面同時揭露空巷范圍，保證過空巷期間工作面頂板安全，對工作面進行調斜，使工作面逐步揭露并通過空巷。根據工作面礦壓觀測，工作面下端頭壓力顯現較大。因此，采用工作面上端頭超前下端頭推進的方式來通過空巷。根據工作面機械設備情況，工作面過空巷時與空巷的夾角不易過大，在工作面距空巷35m時開始將工作面逐步調斜，采用頭三尾一，即機頭進3刀，機尾進1刀。當機頭推進31.2m，機尾推進10.4m后，工作面機頭與機尾進度之差不小于20m，工作面與空巷之間夾角為4°30＇。

按采煤機截深800mm計，每割一刀，揭露空巷10.2m，工作面推進時必須保證運輸機平直。從工作面上端頭揭露空巷開始，按每次800mm進刀計算，共割32刀，即工作面推進25m后，過空巷完畢，開始調直工作面。調直時每次割一次機頭割三次機尾，直到工作面與兩順槽垂直，方可按正規循環作業。

3.2 工作面移架

（1）工作面與空巷接近割通時，作業人員要觀測煤壁情況，嚴禁作業人員進入空巷。工作面即將揭露空巷時，應提前科學安排生產作業，保證工作面揭露空巷后可以連續生產作業，盡快推過空巷。

（2）工作面過巷過程中，各工種應協調配合，移架工序堅持追機移架，移架和采煤機滾筒間距不大于2m，間距大于2m時，必須停止割煤作業，待移架與滾筒間距滿足要求時方可重新開始割煤。移架時采用帶壓擦頂拉架，移架后及時結頂，初撐力不小于24MPa，并及時打出前探梁，展開護幫板，保證護幫板支護前方空頂，盡可能減小空頂時間。

（3）進入煤壁工作時，必須先檢查工作面頂板情況，并打設護身板和背幫柱，初撐力不小于90kN。

3.3 支護及回撤支柱和木垛

（1）在空巷中打設單體柱和木垛時，應由外向里的順序依次進行，施工人員必須先進行敲幫問頂，及時地清除危巖、排除隱患。

（2）支設支柱時必須保持縱、橫成線，支柱接實頂板后要持續注液3～5s，保證初撐力不小于90kN。

（3）撤除時，隨著支架移進逐漸依次循環撤除，按照“先支后回”的原則進行支護，嚴禁空頂作業。

（4）對回撤地點的頂、幫情況進行檢查，及時處理活石片幫，并對所撤支柱或木垛前后的支護進行加固。

（5）撤除單體柱和木垛支護時，需保持空巷內暢通，作業地點嚴禁無關人員進入。

4 礦壓觀測

本次8101工作面過空巷共歷時5d，對工作面支架壓力及現場支護效果進行了觀測分析（見圖2）。工作面在距空巷25m時，工作面來壓明顯，下端頭及中部壓力變大；在距離空巷5m左右時，空巷頂板明顯下沉；在機頭揭露空巷后，機頭處來壓顯現劇烈，液壓支架立柱下壓達300mm，空巷內木垛有2處受壓較嚴重，靠近機頭處部分單體支柱出現彎曲。整體來看，對空巷進行補強支護，并采用工作面調斜逐步過空巷及追機擦頂拉架等技術措施后，過空巷期間工作面頂板控制效果較好，能夠實現工作面安全過空巷。在今后遇到類似情況時，可提前對煤體進行注漿加固，保持煤體的整體性，提高煤體的強度，使煤體能夠有效支撐工作面頂板，有力于維護工作面頂板安全。

5 結語

（1）綜采工作面揭露空巷時，工作面頂板管理難度大，極易引起安全事故，采取單體支柱及木垛聯合支護，配合巷內端桿、錨索補強，并對空巷與順槽交叉口錨桿加固，可以有效控制空巷頂板安全。

（2）根據8101綜采工作面情況，在距空巷35m時，需提前調斜工作面，不停班作業，使工作面逐步揭露并通過空巷，期間必須堅持做到追機擦頂移架，保證支架初撐力不小于24MPa。

（3）礦壓觀測分析可知，在工作面距空巷25m時，來壓明顯，工作面下端頭及中部壓力變大；距離空巷5m左右時，空巷頂板出現明顯下沉；機頭揭露空巷后，機頭處劇烈來壓，液壓支架立柱下壓達300mm。整體來看，過空巷期間工作面頂板控制效果較好，實現了工作面安全過空巷。

圖2 過空巷期間支架壓力監測圖