綜采工作面間小煤柱補強支護技術

于 濤

（同煤集團總調度室，山西 大同 037003）

1 工作面概況

塔山礦三盤區山4#層8312工作面可采走向742m，傾向228m，采高3.6m，采煤方法為綜合機械化后退式傾斜長壁開采，一次采全高，采空區采用直接垮落法進行管理。

工作面位于塔山三盤區西翼，工作面北部為在采8311工作面，南部為實煤區，東部為三盤區西翼盤區巷，西部隔40m煤柱與挖金灣井田山4#層8201工作面相鄰。工作面為兩巷布置，兩條順槽與三盤區西翼三條大巷的夾角為76°。2312皮帶順槽、5312輔助運輸順槽沿山4#煤層頂板掘進。2312巷受到相鄰8311工作面采空區基本頂支撐動壓影響，影響范圍為8311工作面煤壁線至首采工作面采空區幫范圍內對應2312巷采位范圍。挖金灣井田山4#8201工作面采空區支撐壓力對8312工作面無影響。

2 2312巷道補強支護

2312巷作為進風、運煤巷，布置皮帶運輸機、轉載機、破碎機、設備列車等設備，與三盤區西翼回風巷夾角76°，矩形斷面，凈寬度5.1m（2312巷受8311工作面回采后影響及支設木柱影響，巷道凈寬度4.6m），凈高度3.2m，采用“錨桿+錨索+W鋼帶+方鐵托板+金屬網”聯合支護，巷道長度852.6m（距回風巷巷口），與2311巷共用段巷道采用混凝土鋪底，鋪底厚度200mm（其余順槽巷部分由于巷道壓力較大，回采期間會出現底鼓現象，需要進行起底作業，故不做硬化處理）。為了保證2312巷人行通道暢通，在采煤幫側布置轉載機、破碎機及皮帶運輸機，并且吊掛三趟管路，分別為Φ108mm壓風管、Φ108mm靜壓水管、Φ108mm排水管各一趟管（與2311巷共用段巷道三趟管路吊掛在煤柱幫），兩趟10kV電纜，一趟660V電纜及各種監測監控線吊掛在采煤側巷幫上；在煤柱側鋪設軌道，在該軌道上穩設移動變電站、各部開關、自動控制站、乳化液泵站、噴霧泵站等組成設備列車。防爆膠輪運輸車可進入2312巷（由于8312工作面2312巷留設6m小煤柱，在回采相鄰8311工作面過程中為防止后期煤柱幫應力集中造成巷道煤柱幫變形，將煤柱幫側所有調車硐室全部進行砌碹封堵，防爆膠輪運輸車只能倒向駛入2312巷）。巷道支護參數如圖1所示。

圖1 8312工作面2312巷巷道斷面示意圖

2.1 煤柱補強支護

由于8312工作面為小煤柱開采工作面，在回采相鄰8311工作面過程中，面間煤柱裂隙發育明顯，片幫嚴重，2312巷部分區域變形。因此，8312工作面2312巷巷道保護煤柱幫，由8311面現采位向外采用“錨索+W鋼帶+方鐵托板”進行了補強支護。

對拉錨索長度6600mm，直徑21.8mm，在煤柱側巷幫共布置2排對拉錨索，排間距2400×1100mm，錨索貫通后，錨索煤柱兩側配方鐵托板（300×300×16mm）+W型鋼帶（1400×250×4mm）緊固，主要在2311巷進行緊固，設計張拉力不得低于130kN，具體布置如圖2所示。

2.2 巷道頂板補強支護

緊靠煤柱側支設一排3根/組的木柱（2312巷與原8311工作面2311巷共用段巷道不進行補強支護），每組木柱間均勻布置2根貼幫木柱進行補強支護，并保證木柱必須支設成一條直線。為防止巷道集中應力將2312巷煤柱幫補強錨索扯斷飛出傷人，回采8312工作面前必須將2312巷煤柱幫補強支護區域的護幫錨索全部用廢舊皮帶進行遮擋，并用8#鉛絲將皮帶與原煤柱幫的金屬網扭結牢靠。支護參數如圖3所示。

圖2 2312巷保護煤柱幫補強支護示意圖

圖3 8312工作面2312巷巷道頂板補強支護圖

3 巷道卸壓

在回采8311工作面期間，KLJ7型鏈臂切頂機在 5312巷里程 120～190m、255～276m、316～367m進行切頂試驗，已將頂板進行切縫。具體參數：距5312巷煤柱幫400mm垂直頂板向上施工切縫，切縫寬度45mm，深度6.45m，切縫區域頂板采用“錨桿+錨索+金屬網+W型鋼護板+方鐵托板”進行補強支護，補強錨桿與補強錨索在切縫區域兩側布置。如圖4、圖5所示。

圖4 2312、2311巷煤柱補強支護斷面示意圖

圖5 8312工作面5312巷切縫區域補強支護圖

4 安全技術措施

4.1 防止2312巷煤柱幫補強錨索拉斷飛出

（1）工作面回采前，2312巷煤柱幫補強錨索全部用廢舊皮帶進行遮擋，用耙釘將遮擋皮帶與支設的木柱進行固定，防止崩出的對拉錨索傷人。

（2）每班作業前，必須嚴格執行“四位一體”檢查，確認安全后方可作業。作業時必須保證安全通道暢通，符合規程規定。

（3）每班作業前，首先對2312巷煤柱幫進行檢查，發現煤柱幫有松的皮帶必須先進行捆綁，保證與金屬網連接牢固。

（4）工作人員在2312巷進行作業時，必須時刻注意觀察巷道煤柱幫變化情況，發現隱患及時匯報，并撤離此危險區域。

（5）作業人員嚴禁在設備列車與保護煤柱之間進行作業，如必須進行，則最少兩人協助進行。有一人負責觀察巷道煤幫及頂板變化情況，發現隱患立即通知作業人員撤離此危險區域。

（6）檢修設備列車上的設備或拉移設備列車時，必須多人進行協調作業。專人負責觀察作業地點巷道的變化情況，發現隱患立即通知作業人員撤離此危險區域。

4.2 減緩順槽巷道及超前段(端頭)頂板壓力顯現

（1）對錨桿及錨索預緊段采取防崩落措施。

（2）對壓力顯現區域，按禁區管理，嚴禁人員進入作業。

（3）根據壓力顯現情況，適時采取卸壓措施（開卸壓槽或打卸壓孔，采用水壓致裂進行切頂致裂）。

（4）壓力顯現區域及時采取補強支護或支設木垛等措施

（5）加強日常礦壓觀測及兩巷變形觀測，要求綜采隊組進行十字布點，每日進行測量記錄，并及時在作業會上通報巷道變形情況。由生產技術部分析每日通報數據，針對性的采取補打錨索、幫錨索或支設木垛等措施。

（6）加強頭、尾超前支護強度和超前支護長度。

4.3 防止煤柱幫對拉錨索崩出

及時對巷道底鼓區域進行起底，保證巷道高度不低于3m，起底后保證巷道底板平整無浮矸。按照技術科出具設計及時在2312巷煤柱幫支設木柱，并在木柱間吊掛皮帶遮擋崩出的對拉錨索。

5 效果

根據8311工作面回采后相鄰2312巷變形情況可以看出，補強支護除個別區域煤柱存在煤體凸出、壓力相對較大外，大部分區域效果良好，有效地避免了2312巷變形為后續回采8312工作面帶來的不利影響。