煤礦采空區下巷道布置研究與應用

姚慶祿

（山西蒲縣華勝煤業有限公司，山西 臨汾 041206）

引言

煤礦整合礦井中有很多上覆壁式采空區距回采煤層間距近（＜4 m）的情況，這樣就給回采巷道、風橋與準備巷道和開拓巷道的聯系造成極大影響。如果采用跨越式會與采空區貫通，造成瓦斯積聚和采空區積水，威脅礦井安全生產，通風系統會漏風嚴重，防止漏風的工程量極大，投資相應增加，嚴重的甚至無法形成通風系統。因此巷道選擇合理的布置方法對于工作面回采起著至關重要的作用，以下就以經過實踐的實例來研究、探討巷道布置方法，為解決此難題提供科學、合理的方法。

表1 可采煤層特征

1 概況

華勝煤業公司由太原煤氣化集團公司將原臨汾市蒲縣的安泰煤礦、洼里煤礦和東勝煤礦3座礦井整合而成。礦井地質條件簡單，屬瓦斯礦井。井田面積為8.961 1 km2，批準開采2~11號煤層，礦井規模為90萬t／年，設計服務年限24.6年。

山西蒲縣華勝煤業有限公司為資源整合礦井，原各小礦已基本采空2號煤，礦井整合后首采煤層為3號煤?？刹擅簩蛹绊數装迩闆r如下（詳見表1）：

2號煤層：位于山西組中上部，煤層厚度1.03～2.14 m，平均1.75 m，含0～1層夾矸，煤層頂底板為泥巖、粉砂巖。屬穩定全區可采煤層，已基本采完。

3號煤層：位于山西組下部，上距2號煤層3.5~12.06 m，平均7.5 m，煤層厚度0.69~2.34 m，平均1.54 m，含0~2層夾矸，屬大部可采的較穩定煤層。煤層頂底板多為泥巖，局部已開采。

9號煤層：位于太原組下段頂部，上距3號煤層75.33~87.58 m，平均82.19 m，煤層厚度0~1.40 m，平均0.62 m，頂板為泥巖、碳巖，底板多為泥巖，含0~1層夾石，屬局部可采的不穩定煤層，尚未開采。

10號煤層：位于太原組下段上部，上距9號煤層1.80~10.00 m，平均3.05 m，煤層厚度0~1.82 m，平均0.80 m，頂板多為泥巖，底板為泥巖、粉砂質泥巖，含0~2層夾石。大部可采的較穩定煤層，尚未開采。

11號煤層：位于太原組下段中部，上距10號煤層8.82~10.70 m，平均9.76 m，煤層頂板以泥巖為主，底板多為泥巖、鋁質泥巖。煤層厚度1.04~3.14 m，平均2.56 m，該煤層含0~2層夾石，屬穩定可采煤層，尚未開采。

礦井絕對涌出量為1.06 m3/min，相對涌出量為0.62 m3/t，CO絕對涌出量為2.13 m3/min，相對涌出量

2為1.24 m3/t。3號煤吸氧量為0.67 cm3/g，自燃傾向性等級為Ⅱ級，屬自燃煤層。礦井正常涌水量為90 m3/h，最大涌出量為180 m3/h。

3條開拓大巷約在掘進至2 000 m處時進入原安泰煤礦2號煤層2109、2111壁式面大采空，層間距只有3.5 m，長度約300 m，影響3個回采工作面(3205、3206、3207)，共計4條巷道（3205運輸巷、3206運輸巷、3206回風巷、3207回風巷），另外2號煤層壁式采空區內有大面積老空水，積水量約40萬m3。如果回采巷道與大采空區貫通，老空水將會將整個水平巷道淹沒，造成不可估量的損失，嚴重威脅礦井安全。

針對這種情況，巷道布置顯得極其重要，既要考慮礦井安全，又要兼顧掘進速度以保證采掘銜接，具體分析及布置見下文。

2 巷道布置方案

為了保證3205運輸巷、3206運輸巷、3206回風巷、3207回風巷等4條巷道不進入2號煤層的大采面區域，考慮將此段巷道布置情況進行如下調整：

1）考慮到回風順槽需要有風橋的原因，擬定3206回風巷和3206運輸巷互調換位置，即3206回風巷變更為3206運輸巷。

2）改原來的設回采工作面煤倉為直接貫通連接。3205運輸巷和3206運輸巷均從輔運大巷頂部跨過直接與膠帶大巷貫通，順槽皮帶與膠帶大巷皮帶搭接，形成運煤系統。

3）3206回風巷和3207回風巷，回風繞道需采用臥底的方法，經輔運大巷和膠帶大巷與回風大巷貫通，形成回風系統。

4）為了確保施工要求，輔運大巷需要距離2號煤層采空區9 m以上，膠帶大巷需要距離2號煤層采空區3 m以上，順槽巷道調整如下：3205運輸順槽在輔運大巷開口掘進一條措施巷，當措施巷掘進至3205運輸巷位置時，3205運輸巷布置在輔運大巷上部（層間距保證3 m以上）并與膠帶大巷貫通。3206運輸順槽開口時，使用3205運輸措施巷繼續向前掘進，并將3205運輸巷與3205措施巷上下口打設密閉，直至掘進到3206運輸巷位置，3206運輸巷同樣布置在輔運大巷上部（層間距保證3 m以上）并與膠帶大巷直接貫通。3206回風巷在輔運大巷開口掘進一條措施巷，當措施巷掘進至3206回風巷位置時，巷道布置在輔運大巷上部并與膠帶大巷貫通解決運輸；當3206回風巷掘進到位后，在3206措施巷前，再掘進一條回風繞道，該巷布置在輔運大巷、膠帶大巷下部，再上坡掘進與回風大巷貫通，形成通風系統后，將3206回風巷倒打段上下口打設密閉，3206措施巷安設兩道風門。3207回風巷開口利用3206回風措施巷繼續掘進，并將3206回風巷與措施巷上下口打設密閉，當措施巷掘進至3207回風巷時，3207布置在輔運巷上部，并與膠帶大巷貫通。當3207回風巷掘進到位后，將3207回風巷倒打上下口打設密閉，利用3206回風繞道形成通風系統。回風繞道兩個出口通過設置防水墻及增設排水系統已防止積水影響通風。

經過方案論證后，該方案在具體施工中得到了應用。未發生透水、巷道變形等現象，起到了很好的效果，具體見圖1。

圖1 過安泰大采空巷剖面示意圖

3 結語

通過合理布置開拓巷道和回采巷道，使該區域處層間距近，無法正常布置回采巷道和風橋的難題得到了有效解決，為保證礦井采掘銜接正常接替及安全生產提供了很好的技術保障，同時也為煤礦采空區下巷道布置優化系統、加快掘進速度、安全支護巷道提供了豐富的經驗。