綜采工作面過空巷支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

費(fèi)晉華

（山西焦煤山煤國際長春興煤業(yè)有限公司，山西 大同 037101）

1 概述

山西焦煤山煤國際長春興煤業(yè)有限公司22601 綜采工作面位于南盤區(qū)西南部，工作面東部和南部為礦井礦界及中煤金海洋五家溝煤礦，西部為礦井西部礦界及韓家洼煤礦，北部為22602備采工作面。工作面布置于石炭系太原組中下部22#煤層中，22#煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度較穩(wěn)定，工作面煤層平均厚度12m，含3～4 層夾矸。煤層大致走向東西，傾向北。傾角較小，平均-2°。呈一單斜構(gòu)造。煤層頂?shù)装鍘r性如表1所示。

表1 22#煤層頂?shù)装鍘r性匯總表

22601 工作面傾向長230m，原設(shè)計(jì)走向長1414m,采用走向長壁后退式綜合機(jī)械化放頂煤開采。為最大限度回收煤炭資源，對(duì)22601工作面東翼三角煤炭資源進(jìn)行回收，相比原設(shè)計(jì)停采線走向長度延伸447m。

為回收22601東翼三角煤，需要通過南盤區(qū)三條大巷（空巷），22601綜采工作面與三條大巷呈44°夾角，如圖1所示。為了防止工作面過空巷期間出現(xiàn)頂板破碎、垮落以及片幫現(xiàn)象，通過技術(shù)研究，對(duì)過空巷期間必須采取合理有效支護(hù)技術(shù)。

圖1 601工作面與三條空巷平面布置示意圖

2 過空巷支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 南回風(fēng)大巷二段支護(hù)方案

從601 回風(fēng)交叉口至602 回風(fēng)繞道交叉口，共計(jì)345m，此段內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)，由原來的“2-0-2”支護(hù)變更為“2-3-2”錨索支護(hù)，采用錨索+槽鋼的方式支護(hù)，槽鋼為4.5m 長的16#槽鋼。在斜長75m 范圍內(nèi)打設(shè)木垛加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù)，木垛距巷道東幫0.8m，木垛間距10m，在巷道另一幫打設(shè)一排木點(diǎn)柱，木點(diǎn)柱距幫0.5m，柱距1.5m，用木楔背實(shí)頂板。共需打設(shè)550根錨索（?17.8mm×6300mm）、25個(gè)木垛，55根木點(diǎn)柱。

為保證回采過后22602回風(fēng)繞道通風(fēng)正常，需要在此三角區(qū)加強(qiáng)頂板支護(hù)。加強(qiáng)支護(hù)方式為：補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)與南回風(fēng)大巷二段一致，在巷道打設(shè)木垛的方式，打設(shè)兩排木垛，木垛分別距幫0.2m，木垛間距1m。如巷道變形厲害，補(bǔ)充在兩幫砌墻的支護(hù)方式。以保證回采后22602回風(fēng)繞道受采動(dòng)影響后，巷道不會(huì)變形嚴(yán)重，滿足通風(fēng)需求,如圖2所示。

圖2 601工作面過南回風(fēng)二段支護(hù)示意圖

2.2 南皮帶大巷二段支護(hù)方案

22601 工作面與南皮帶大巷二段為水平貫通。在南皮帶大巷與22601 工作面交錯(cuò)的313m 內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)，由原來的“2-0-2”支護(hù)變更為“2-3-2”錨索支護(hù)，采用錨索+槽鋼的方式支護(hù)，槽鋼為4m 長的16#槽鋼。在巷道中部打設(shè)一排木垛，木垛間距10m，在巷道兩幫分別打設(shè)一排木點(diǎn)柱，點(diǎn)柱距幫0.5m，點(diǎn)柱間距1.5m。共需打設(shè)480根錨索（錨索長度為4.8m，直徑為17.8mm）、木垛35個(gè)，木點(diǎn)柱460根。

2.3 南輔運(yùn)大巷二段支護(hù)方案

22601 工作面與南輔運(yùn)大巷二段為水平貫通，南輔運(yùn)大巷二段為拱形巷道。

在南輔運(yùn)大巷與22601 工作面交錯(cuò)的315m 內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)，由原來的“2-0-2”支護(hù)變更為“2-3-2”錨索支護(hù)，巷道拱形部分吊鋼梁剎頂，加強(qiáng)支護(hù)錨索與起吊錨索共用，原巷道支護(hù)錨索為8.3m，現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)錨索9.5m，錨索外露1.5m 用于起吊鋼梁剎頂，巷道中部打設(shè)一排木垛，木垛間距10m。共需要打設(shè)480 根錨索。11#工字鋼（9m）85根、半圓木（長度為2.5m）1000塊、半圓木（長度為2.0m）500塊。

2.4 22601工作面機(jī)頭硐室及支護(hù)方案

22601 工作面機(jī)頭處，為大斷面四巷交叉點(diǎn)，由于該處斷面較大，隨著回采推進(jìn)，該處壓力將持續(xù)增加，因此需加強(qiáng)支護(hù)；在22601 工作面交叉處，在原有支護(hù)下，根據(jù)頂板實(shí)際情況，在可布設(shè)錨索點(diǎn)附近，施工組合錨索，并在交叉區(qū)域巷道超寬處補(bǔ)打單體柱對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。原巷道寬5.4m，超寬區(qū)域每超寬1m，補(bǔ)打一排單體柱，單體柱排距1m，柱距1.2m，配鉸接頂梁使用，以保證該區(qū)域安全。

3 工作面過空巷情況及應(yīng)用效果

3.1 工作面過空巷情況

7月23日在推進(jìn)至采位1382.8m時(shí)，首先在工作面機(jī)尾處與南回風(fēng)大巷二段空巷揭露，隨著工作面向前推進(jìn)，空巷的暴露點(diǎn)向機(jī)頭方向轉(zhuǎn)移。8月1日夜班在推進(jìn)至采位1433.8m 時(shí)，工作面機(jī)尾與南皮帶大巷二段空巷貫通，此時(shí)工作面同時(shí)揭露2條空巷，南回風(fēng)大巷二段的揭露點(diǎn)在102-105#支架處。8 月2 日中班在推進(jìn)至采位1441.8m 時(shí)，南回風(fēng)大巷二段空巷已在工作面頂板上方（約94#-97#支架上方）。8月10日在推進(jìn)至采位1479m 時(shí)，工作面機(jī)尾與南輔運(yùn)大巷二段空巷貫通，此時(shí)工作面同時(shí)進(jìn)入三條空巷內(nèi)，南皮帶大巷二段的揭露點(diǎn)在101-104#支架處，南回風(fēng)大巷二段空巷在工作面頂板上方預(yù)計(jì)在71#-74#支架左右。

9月3日在推進(jìn)至采位1607m時(shí)，工作面機(jī)頭推出南回風(fēng)大巷二段空巷，此時(shí)南皮帶大巷二段和南輔運(yùn)大巷二短的暴露點(diǎn)分別在25-27#支架和56-58#支架。9月12 日在工作面推進(jìn)至1655m 時(shí)，工作面機(jī)頭推出南皮帶大巷二段空巷，此時(shí)工作面剩余一條空巷，揭露點(diǎn)在29-32#支架。9月24日在工作面推進(jìn)至1704m時(shí)，工作面機(jī)頭推出南輔運(yùn)大巷二段空巷，此時(shí)工作面三條空巷全部推出，工作面過空巷結(jié)束。

3.2 實(shí)際應(yīng)用效果

（1）通過對(duì)22601 東翼工作面資源的回收，22601工作面的走向長度較原設(shè)計(jì)增加了447m,可多回收煤炭資源158.1×104t，增加井巷工程量1950m。

（2）井巷工程成本8000 元/m，共計(jì)1560 萬元。過三條空巷的支護(hù)成本及人工費(fèi)用：錨索費(fèi)用：169825.5元；木料費(fèi)用：884746 元；工字鋼：106600 元；用工880人，按320 元/工計(jì)算，合計(jì)為1442771.5 元。按照現(xiàn)原煤?jiǎn)蝺r(jià)630 元/t，多回收的煤炭資源銷售總額99603 萬元，實(shí)現(xiàn)收益99603 萬元-1560 萬元-144.3 萬元=97898.7萬元。

通過過三條空巷，回采22601 東翼工作面三角煤，可實(shí)現(xiàn)利潤97898.7萬元。

4 總結(jié)

（1）工作面在推進(jìn)過程中，遇頂板周期來壓時(shí)，空巷前后的應(yīng)力比較集中，導(dǎo)致空巷前后支架安全閥頻繁開啟，立柱下降明顯，需提高周期來壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及周期來壓時(shí)工作面需快速推進(jìn)，加強(qiáng)工作面支架初撐力的管理。

（2）關(guān)于空巷的支護(hù)，需要根據(jù)實(shí)際情況制定合理的支護(hù)方案，既不能過剩也不能太弱。

（3）過空巷期間鐵器及雜物的管理，加強(qiáng)鐵器源頭治理，工作面采煤機(jī)從進(jìn)入空巷到通過空巷一直有鐵器割出，因此必須安排專人撿出鐵器，禁止鐵器拉出轉(zhuǎn)載機(jī)。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)各轉(zhuǎn)載點(diǎn)檢查遺漏的廢舊錨桿、托盤、網(wǎng)片等鐵器雜物，發(fā)現(xiàn)雜物及時(shí)閉鎖，進(jìn)行回收。