“中間巷”在突出煤層回采工作面的應用分析

樊曉光

（山西新景礦煤業有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 新景公司工作面情況介紹

新景公司3216工作面井下位于佛洼采區北翼中部，東為3216工作面（正掘），南為3217工作面（未掘），西為3220工作面（未掘），北為3號煤保安區3119、3121工作面（未掘）。

本面南部為一傾向SW的單斜構造，煤層傾角4°～10°；中部為寬緩背斜、向斜組合的褶皺構造，煤層傾角2°～6°；北部為一傾向SW的單斜構造，煤層傾角3°～8°。

1.1 掘進工藝及支護情況

1）掘進中采用EBZ-160型綜掘機沿煤層頂板截割并自行裝煤的方式，并經煤溜和皮帶運輸至佛洼采區3號煤南九煤倉。

2）生產工藝流程：開機前準備→掘進機割、裝、運→運料、清浮煤→臨時支護→錨桿（索）支護→下一個循環。

3）佛洼采區3號煤3218輔助進風、回風巷、切巷及配風巷采用“矩形”斷面。支護方式：輔助進風、回風巷支護方式為：錨桿+錨索聯合支護；切巷、配風巷支護方式為：全錨索支護。

4）本掘進工作面位于佛洼采區3號煤北翼中部，屬+525水平。輔助進風斷面凈寬5.0 m，凈高2.6 m；回風巷斷面凈寬5.0 m，凈高2.8 m；橫貫凈寬5.0 m，凈高2.6 m。

1.2 3號煤回采巷道現有通風方式

3號煤層工作面采用“兩進一回”沿空留巷“Y”形通風系統，即布置1條進風巷和1條輔助進風巷，1條回風巷，輔助進風巷通過“柔模”支護沿采空區留巷。

輔助進風巷留巷段通過橫貫與回風巷連通，工作面污風經沿空留巷段沿著回采的反方向流動，同時采空區瓦斯也流向沿空留巷段與工作面污風混合后共同匯入回風巷，起到“Y”形通風的作用，3216綜采工作面通風系統如圖1所示。

圖1 3216綜采工作面通風系統圖

1.3 現有3號煤回采工作面通風方式存在問題

工作面采用沿空留巷“Y”形通風方式可有效解決上隅角瓦斯積聚問題，但主要存在以下問題：

1）在輔助進風巷沿采空區側注模支護留巷，沿空留巷段巷道維護困難，現采用巷內留木垛的方法加強支護，增加了采煤工藝流程和工程施工成本；

2）沿空留巷段受到采空區動壓作用，巷道變形嚴重，難以通過沿空留巷段長距離通風，只能采用隔段封閉的辦法，每隔1～2個橫貫對沿空留巷段封閉并開放下一通風橫貫，人為留下了多處“瓦斯庫”，無法復用為相鄰工作面的進風巷，并未起到無煤柱開采、節約煤炭資源的作用；

3）沿空留巷內采用水泥材料注模支護，由于支模材料的剛性大，本身抗變形能力較差，有時會出現礦壓劇烈時壓壞支模的現象，采空區瓦斯通過支模裂縫涌出，造成沿空留巷段和回風巷瓦斯超限。

1.4 需要解決的問題

3號煤回采工作面采長為200～220 m，由于鉆機最大能力為80～150 m，所以從工作面進風巷向工作面施工本煤層預抽鉆孔，無法覆蓋輔助進風巷及回風巷，造成輔助進風巷及回風巷掘進還需要繼續造穴預抽，延長了出面時間。如果在工作面中部施工一條中間巷，從進風巷向工作面施工的本煤層鉆孔就可以解放中間巷，中間巷再向回風巷方向打鉆，最終實現遞進式抽掘，同時改進回采工作面通風方式。

2 新增中間巷道的原因及要求

2.1 施工中間巷原因

根據現有鉆機已施工的遞進抽采鉆孔情況來看，鉆孔深度普遍可達到80～150 m，不能施工貫通工作面的抽采鉆孔。為此，計劃在工作面中間位置施工一走向中間巷，讓其起“二傳手”的作用，以達到遞進抽采措施能夠提前解決3216工作面輔助進風巷及回風巷掘進區域瓦斯治理的目的。

2.2 中間巷布置位置

根據鉆孔深度，計劃將中間巷布置在本煤層鉆孔覆蓋區域內且平行布置在距離3217回風巷法線距離120 m處。

2.3 中間巷斷面及支護

1）為滿足鉆掘平行作業需要，確定巷道斷面4.5 m×2.8 m；

2）此巷道受回采期間工作面超前壓力影響，確定為錨桿錨索聯合支護，錨索布置在兩排錨桿中間，每排三根，排距0.9 m。

3 布置走向中間巷可行性

3.1 瓦斯治理方面

3216工作面中間巷施工完畢后，可通過中間巷向3216工作面輔助進風巷及回風巷施工本煤層鉆孔進行瓦斯抽放，以達到解放3216輔助進風巷及回風巷掘進期間瓦斯含量大的問題。

同時，3號煤層為突出煤層，瓦斯治理難度大，現采用沿空留巷“Y”形通風方式解決上隅角瓦斯問題，主要存在沿空留巷變形大，留巷維護難度大、施工成本高，支模強度不足，后期復用難度大的問題。

采用“W”形通風方式，可以不采用人工留巷即可消除回風上隅角，降低了工程施工成本。其本身獨特的通風方式能有效降低工作面通風阻力，減少向采空區漏風，提高工作面用風效率。

根據新景公司掘進巷道現有條件，可應用沿空留墻技術與“W”形通風方式相結合，真正實現無煤柱開采，提高煤炭資源利用率和回采效率。

3.2 防突方面

防突規定：埋深500 m以上的防突工作面必須施工底抽巷進行瓦斯治理。埋深在500 m以內時可通過條帶式遞進抽采方式進行瓦斯抽放。根據3216工作面內及附近鉆孔3-140、3-67、地面抽放鉆孔

（15號、16號、17號、18號），可推算出3216工作面煤層埋深在440～470 m之間，布置中間巷符合防突規定。

3.3 經濟方面

通過3216中間巷向3216工作面剩余部分施工本煤層鉆孔進行瓦斯抽放后，3216輔助進風巷及回風巷掘進期間不再需要執行沖孔造穴區域瓦斯治理措施，將大大降低瓦斯治理成本。

3.3.1 施工中間巷時費用

1 m巷道的單價為3 000元（包含人工費及支護費用），施工中間巷1 600 m需要花費480萬元。

3.3.2 不施工中間巷

3217輔助進風巷及回風巷每次造穴10個鉆孔，每個鉆孔80 m，允許掘進60 m，每米300元，造穴鉆孔單價24 000元，共560個造穴鉆孔，共計1 344萬元。

由上述經濟分析可以得出，施工中間巷比直接施工3217輔助進風巷和回風巷費用減少864萬元。

3.4 銜接方面

3.4.1 施工中間巷

1）3216中間巷系統巷160m，按日進2m，需80d。

2）3216中間巷工程量1 520 m，按日進8 m，需190 d。

3）本煤層抽放鉆孔304個，1個/d，需304 d。

由于本煤層鉆孔在中間巷施工50 m后開始施工，工期存在重疊，經過計算，3216中間巷及本煤層鉆孔全部施工完畢，共需390 d。

4）3216輔助進風巷及回風巷工程量3 870 m，在3216中間巷施工6個月后開始施工，按日進13m，需298 d。

5）3216切巷工程量220m，按日進2m，需110d。

經過計算，3216工作面出面總工期為29個月。

3.4.2 不施工中間巷

1）3216輔助進風巷及回風巷工程量3 870 m，按日進4 m，需968 d，

2）3216切巷工程量220m，按日進2m，需110d。經過計算，3216工作面出面總工期36個月。

經過對比：施工中間巷時，3216工作面可提前7個月出面。

3.5 進尺消耗方面

3.5.1 施工中間巷

3216工作面回采時，每推進1 m消耗回采巷道進尺為3.7 m。

3.5.2 不施工中間巷

3216工作面回采時，每推進1 m消耗回采巷道進尺為2.7 m。

4 結語

根據以上分析，在3號煤回采工作面施工中間巷，第一可以實現遞進式抽掘，通過上一條巷道施工本煤層鉆孔，一舉兩得地解決了本工回采工作面的瓦斯，同時也解放了遞進的掘進巷道，提高了掘進效率，縮短了回采工作面出面時間，緩解了3號煤回采工作面銜接緊張的現狀。第二可以改變3號煤回采巷道傳統的通風方式，通過“W”形通風解決現有“Y”形通風方式留下“瓦斯庫”的隱患。