極近距離煤層采空區(qū)下擴(kuò)切巷與支護(hù)方式

匡鐵軍

（大同煤礦集團(tuán)公司四臺礦，山西 大同 037003）

1 礦井概況

四臺礦位于大同煤田西北部，井田面積65.5 km2，工業(yè)儲量55 654.1萬t，可采儲量33 562.1萬t，礦井設(shè)計(jì)能力500萬t/年，于1991年12月建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力逐年增加，2003年產(chǎn)量為430萬t，2004年產(chǎn)量為485萬t，2005、2006、2007、2008、2010年突破500萬t。主采煤層有11#、12#、14#三層，均為近水平煤層。礦井開拓方式為斜井－立井混合開拓方式，采用一個(gè)水平開采所有煤層，通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式，瓦斯相對涌出量為12 m3/m in，為高瓦斯礦井。采煤方法為走向長壁后退式開采，全部垮落法管理頂板。現(xiàn) 11#層已全部采空，主采煤層為12#、14#層。

2 工作面概述

四臺礦綜采三隊(duì)12#層307盤區(qū)8733工作面，平均煤層厚度2.31 m，工作面走向長度910 m，傾斜長度116 m，與上覆11#層層間距為0.9～11 m，尤其前200 m層間距僅為0.9～2 m，巖性為黑色粉細(xì)砂巖互層，層理發(fā)育含有煤線，極易跨落。由于切巷層間距僅為0.9～2.2 m，且上部為2003年本礦綜采隊(duì)回采的采空區(qū)冒落充填帶，施工6.5 m切巷，極有可能會造成巷道頂板的跨落，所以切巷掘進(jìn)時(shí)設(shè)計(jì)斷面為寬×高＝4.5 m×2.7 m，先穩(wěn)裝工運(yùn)機(jī)及采煤機(jī)，利用采煤機(jī)擴(kuò)切巷寬度為6.5 m后再穩(wěn)裝液壓支架。

3 擴(kuò)切巷與支護(hù)方式

3.1 工作面原支護(hù)形式

擴(kuò)切巷前支護(hù)方式為四排錨桿，間距1.0 m×0.6 m；外加3.7 m鋼梁，鋼梁兩端用2.0 m長鋼絞線斜拉，每根鋼梁下支設(shè)3根單體支柱（位置：兩端各一根，中部一根），鋼梁垂直于工作面布置，間距0.6 m。工作面頭部靠古塘側(cè)打4根4.2 m長鋼梁，靠煤壁側(cè)打有2根4.2 m長鋼梁，鋼梁兩端及中部用2.0 m長鋼絞線斜拉，見圖1。

3.2 擴(kuò)切巷前準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行設(shè)備穩(wěn)裝前需把中間一排單體撤出，由于中部頂板壓力大，故把壓力大的區(qū)域中間一排單體向古塘側(cè)移1.1 m進(jìn)行支護(hù)，其余的全部拆除，并整齊靠古塘幫擺設(shè)，在工作面中部鋪設(shè)軌道。

溜槽靠工作面煤壁單體柱鋪設(shè)，將最后 15節(jié)溜槽合理調(diào)斜，穩(wěn)設(shè)機(jī)組，起吊時(shí)用單體柱架設(shè)鋼梁，在鋼梁上掛錨鏈起吊。嚴(yán)禁用鋼梁及錨索起吊設(shè)備。

3.3 擴(kuò)切巷工藝

割煤前將煤壁側(cè)單體移至溜槽，在鋼梁下支起，然后進(jìn)行割煤，每次割30 m，割完后先進(jìn)行支護(hù)和推溜工作，支護(hù)方式為錨桿，規(guī)格為Ф20×1 200 mm，間距為0.8 m，托板垂直于工作面鋪設(shè)，距原切巷第一排錨桿為1.0 m；之后按上述步驟進(jìn)行重復(fù)操作，直至第一刀割完，見圖2。

圖1 擴(kuò)切巷前巷道斷面圖

圖2 擴(kuò)一刀后切巷巷道斷面圖

第一排錨桿打完后，按上述步驟擴(kuò)第二刀，推溜后，緊靠溜槽支一排單體柱，并戴1.2 m花邊梁，花邊梁垂直工作面布置，單間距0.8 m，原第一排單體柱靠溜槽支設(shè)。待第二刀全部割完后，進(jìn)10架ZZS5600支架平行放置于工作面，支架間隔15 m，在支架上方放上道木，同時(shí)將支架升起支撐頂板，防止切眼跨度增大頂板跨落。用支架代替單體支護(hù)頂板的優(yōu)勢在于接觸頂板的支護(hù)面積大，更安全可靠，降低了工人支設(shè)單體的勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力。為將來穩(wěn)設(shè)支架節(jié)省了時(shí)間，見圖3。

擴(kuò)第三刀時(shí)同第一刀步驟一樣，每次割煤30 m，在推溜后施工第二排錨桿，規(guī)格為Ф20×1 200 mm，間距為0.8 m，托板垂直于工作面鋪設(shè)。之后移動(dòng)單體柱支在鋼梁末端，同時(shí)移動(dòng)戴花邊梁的單體柱緊靠溜槽支設(shè)，見圖4。

圖3 擴(kuò)兩刀后切巷巷道斷面圖

圖4 擴(kuò)巷完成后切巷巷道斷面圖

擴(kuò)切巷結(jié)束后，開始穩(wěn)設(shè)支架，支架到位需調(diào)向時(shí)，只拆除阻礙調(diào)向的單體，嚴(yán)禁多拆單體柱。

4 擴(kuò)切巷過程中需注意的安全事項(xiàng)

（1）擴(kuò)切巷過程中嚴(yán)禁割煤與支護(hù)平行作業(yè)；

（2）使用單體柱推移工運(yùn)機(jī)必須遠(yuǎn)程操作，其他無關(guān)操作工遠(yuǎn)離工作面；

（3）運(yùn)送支架過程中碰到的單體及時(shí)升起；

（4）支架升起時(shí)嚴(yán)禁直接接觸鋼梁；

（5）由于切巷處于采空區(qū)下，頂板無壓力顯現(xiàn)，支架升起無須達(dá)到規(guī)定初撐力，只需接觸頂板即可，以防止對頂板造成破壞。

5 極近距離煤層采空區(qū)下擴(kuò)切巷目前存在的問題

在實(shí)際施工中，使用單體柱推移工運(yùn)機(jī)，單體柱與工運(yùn)機(jī)的接觸存在著滑脫的可能，且如單體柱長度不夠，還得將兩根單體對接后推移工運(yùn)機(jī)，如有人員在附近工作，有可能會造成傷害。需設(shè)計(jì)一種可靠的單體柱連接套頭或特殊長單體用來推移工運(yùn)機(jī)。

由于現(xiàn)使用錨桿多為1.7～2.0 m長度，在支護(hù)層間距不足1 m的巷道時(shí)，錨固端無法起到應(yīng)有的作用，需引進(jìn)其他更為有效的主動(dòng)支護(hù)材料及方式。

6 結(jié)束語

我礦首次在層間距只有0.9 m的極近距離的采空區(qū)下施工切巷，同時(shí)用采煤機(jī)擴(kuò)切巷，且在擴(kuò)切巷過程中使用支架支護(hù)頂板。隨著我礦煤層開采的深度日益加大，煤層分叉合并頻繁，極近距離工作面越來越多，8733工作面切巷的成功施工為今后極近距離煤層施工切巷提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。