超前預留緩沖區交替式相向采掘沿空送巷的應用研究

韓亞軍 任紅革 趙 寧

（山西省美錦集團東于煤業有限公司，山西 太原 030402）

1 概況

東于煤礦2302 工作面開采煤層為2 煤層。工作面東起三采區主要系統大巷，西距原太平煤礦2#煤采空區邊界225m，南臨03301 工作面（已回采），北臨03303 工作面（已回采）。本工作面上部為03302 工作面采空區，工作面下部4#煤未采。2#煤層厚度2.2～2.8m ,平均2.5m。

2302 工作面南臨2301 軌道順槽，相距16.4m，北臨2303 膠帶順槽，相距10m。2301 軌道順槽在2302 工作面未推采前已掘進500m，2303 膠帶順槽尚未施工。

2 交替式相向采掘沿空送巷

2.1 預留緩沖區

采煤工作面采動影響根據圍巖性質、開采深度、煤層厚度等因素的不同，支承壓力范圍一般自采煤工作面煤壁前方3m 起至10～45m,最大支承壓力區約距煤壁5～15m。而在工作面后方，當采空區冒落矸石壓實到一定程度后，也產生支承壓力帶，其峰值區多數位于工作面后方5～20m 范圍內。如圖1所示。

圖1 工作面支承壓力分布圖

2303 膠帶順槽左距2302 采煤工作面采空區10m，巷道開掘時，2302 工作面正在推采，該巷施工屬沿空掘巷。2301 軌道順槽右距2302 工作面16.4m，巷道掘進與2302 工作面相向采掘。

2302 工作面煤壁支承著工作空間上覆巖層重量，根據2 號煤層厚度、工作面寬度及煤層上覆巖性和2302 工作面與2301 軌道順槽、2303 膠帶順槽煤柱綜合計算，得出2301 軌道順槽和2303 膠帶順槽與2302 工作面緩沖區最小安全距離為80m。

2.2 相向采掘沿空送巷

2302 工作面煤壁及采空區垮落帶隨工作面不斷推進，工作面前后方支承壓力區也隨之向前移動，為能躲避工作面推采期間的應力增高區，主要有以下措施：

（1）在2302 工作面兩順槽緩沖區范圍內設置頂幫礦壓監測儀，動態觀察壓力值，將礦壓顯現區與研判安全距離核對，及時掌控安全距離。如圖2所示。

（2）強化掘進巷道支護，2301 軌道順槽掘進至2302 工作面緩沖區安全距離前，強化巷道支護。巷道采用錨網索、雙層網、W 鋼帶支護。每5m 施工一個頂板探孔，準確掌握頂板巖柱厚度，及時調整巷道坡度及錨索長度，保證錨索穩固在穩定堅硬巖層中。頂板巖柱小于6m 且圍巖穩定時，采用加密錨索+鋼帶補強支護；頂板巖柱小于6m 且圍巖破碎時，采用錨網索+鋼帶+套工字鋼棚支護。

（3）巷道掘進至2302 工作面緩沖區安全距離后停掘，將巷道距迎頭80m 范圍內打設2 排液壓單體+π 型鋼棚。

圖2 提前加強巷道支護圖

2.3 交替式相向采掘

2302 工作面正常推采將停掘的2301 軌道順槽逐步帶入增壓區、減壓區和穩壓區，此時為保掘進的正常連續性，因2303 膠帶順槽不受2302 工作面推采礦壓影響，將人員轉移至2303 膠帶順槽進行巷道開門施工。當2303 膠帶順槽正常掘進臨近緩沖區安全距離時，此時2301 軌道順槽已處于沿空送巷的穩壓區內，再停掘2303 膠帶順槽，人員進入2301 軌道順槽掘進生產，形成交替式生產格局，確保了巷道沿空送巷掘進的連續性。如圖3 所示。

圖3 拉鋸式相向采掘布置示意圖

3 應用效果

經過現場實踐，2301 軌道順槽煤柱16.4m 相對處于應力降低區，頂板巖性為砂質泥巖不屬于堅硬巖石，可減緩頂板對煤柱的沖擊壓力危險，并且先期掘進兩幫均為實體煤，對掘進頂板安全影響不大，臨近2302 工作面及沿空掘巷時，及時加強支護。在掘進期間重點監測左幫壓力顯現情況，及時采取了補強支護措施。2303 膠帶順槽煤柱10m 相對處于應力集中區，但距2302 工作面距離較遠，隨工作面推采進行停掘并密集強化支護，待工作面結束、圍巖穩定后，進行生產，安全得到保證。

4 結論

在2302 工作面回采過程中，準確掌握工作面推采時的應力區、減壓區，確定掘進巷道沿空送巷的緩沖區距離，采取待掘巷道預留緩沖區、交替作業的辦法，實現了煤礦沿空送巷相向采掘連續生產，為礦井沿空送巷快速掘進積累了經驗。