綜放工作面過空巷技術實踐研究

賀海峰

(1.太原理工大學 礦業工程學院，山西 太原 030024;2.大同煤礦集團云岡礦，山西 大同 037017)

大同煤礦集團云岡礦12#層406盤區8623工作面，屬低位放頂煤開采，煤層開采厚度在5.2～7.5 m，平均厚度6.4 m;工作面走向長度為1 060.3 m，傾斜長度147 m，面積155 864.4 m2.煤層傾角 1°～5°.煤層直接頂為6.33 m的粉細砂巖互層，老頂為26.54 m的中細粒砂巖，直接底為5.36 m的粉細砂巖互層。

該工作面采用5巷布置方式，工作面回風巷5623和運輸巷2623沿煤層底板布置，2條工藝巷和頂回風巷沿煤層頂板布置。2623巷為機軌合一巷，掘寬5.5 m，掘高3.5 m;5623巷為回風運料巷，掘寬4.5 m，掘高 3.7 m;2623－1巷為工藝巷，掘寬 3.6 m，掘高2.6 m;2623－2巷為工藝巷，掘寬3.6 m，掘高2.6 m，5623－1巷為頂回風巷，掘寬3.6 m，掘高2 m.工作面配置ZF10000/25/38支撐掩護式液壓支架80架;ZFG10000/25/38H過渡支架7架，ZTZ20000/25/35端頭支架1組。

8623工作面開采過程中會遇到5條小窯空巷(見圖1).其中沿傾向存在2條空巷(空巷1與空巷2)，工作面上方存在1條空巷(空巷5)，沿走向存在2條空巷(空巷3與空巷4).空巷1距切巷637 m，空巷2距切巷560 m，空巷5位于工作面上方切距切巷約585 m.3條空巷對工作面的影響范圍為1#～30#支架位置。工作面推進到該空巷時，可能會出現機道頂板跨落等事故，對工作面安全高效生產造成影響，因此，研究過上覆空巷的相關技術，對工作面的安全高效生產至關重要。

圖1 8623工作面空巷位置示意圖

1 過空巷支護方案

1)空巷2與2623巷交叉點1前后10 m范圍內需打錨索梁、鋪網以及支設單體柱補強支護。如遇頂板超高段，則需用圓木或道木做假頂補強支護。原支護為錨桿鋼帶支護，錨桿的間排距為0.9 m×1.0 m，雙排錨索，排距為3.0 m.補強支護錨索梁選5.0 m三眼梁，錨索直徑17.8 mm，長8 000 mm，錨索梁間距不超過1.6 m，中間錨索垂直頂板，兩邊錨索距兩幫0.5 m，與煤壁成30°布置。順巷布置3排8～10 m道軌，下方支設單體柱，柱間距為0.8 m.如開采過程中，交叉點附近頂板破碎嚴重，則需采取加密錨索梁、單體柱以及打木垛等方法進行再次補強支護，支護方案見圖2.

圖2 2623巷交叉點1補強支護設計示意圖

2)空巷5與2623巷交叉點2前后20 m范圍內需打錨索梁、鋪網、單體柱及木垛補強支護。錨索梁選5.0 m 三眼梁，錨索直徑17.8 mm，長8 000 mm，錨索梁間距不超過1.6 m，中間錨索垂直頂板，兩邊錨索距兩幫0.5 m，與頂板成30°.空巷5內部與2623巷、空巷3以及空巷4交叉點位置打木垛進行補強支護，且下方20 m補強支護范圍須順巷布置3排8～10 m長道軌，下方支設單體柱，柱間距為0.8 m.如開采過程中，交叉點附近頂板破碎嚴重，則需采取加密錨索梁、單體柱以及打木垛等方法進行再次補強支護，支護方案見圖3.

圖3 2623巷交叉點2補強支護設計示意圖

3)小窯空巷(圖1中空巷1)補強支護方案。

空巷1原支護為錨桿支護，錨桿的間排距為0.9 m×1.0 m.補強支護為單點錨索加托板，雙排錨索，錨索間排距取 1.6 m，錨索直徑 17.8 mm，長8 000 mm.

4)2623－1巷口(圖1中空巷2)補強支護方案。

空巷2原支護為錨桿支護，錨桿的間排距為0.9 m×1.0 m，托板垂直巷道布置，采用錨索加圓木柱聯合補強支護。錨索打3排，邊錨索距巷道兩幫為0.5 m，與煤壁成 60°布置，錨索間距 1.8 m，排距 1.6 m，錨索直徑17.8 mm，長8 000 mm，托板型號選350 mm×350 mm.木柱打5排，邊木柱距兩幫為0.4 m，柱距取0.8 m，排距為0.9 m，另外還需在打錨索排，與錨索交叉打2根圓木柱，木柱間距1.8 m.木柱選長為3.0 m的圓木，所有木柱須戴帽，支護方案見圖4.

圖4 2623－1(空巷2)補強支護設計示意圖

5)2623－1巷(圖1中空巷3、空巷4)補強支護方案。

空巷3與空巷4原支護為錨桿支護，錨桿的間排距為0.9 m×1.0 m，補強支護選用雙排錨索。巷道打兩排角錨索，排距為1.6 m.錨索直徑17.8 mm，長8 000 mm，支護方案見圖5.

圖5 2623－1(空巷3、4)補強支護設計示意圖

6)小窯空巷(圖1中空巷5)補強支護方案。

空巷5原支護為錨桿支護，錨桿的間排距為0.9 m×1.0 m.補強支護采用錨索梁與金屬網聯合支護。梁選長為3.0的雙眼梁，眼距為2.0 m，錨索梁間距取1.6 m，錨索長為8 000 mm.巷道兩幫打角錨索，錨索長8 000 mm，間距1.6 m，與煤壁成30°布置。工作面通過此空巷時，需降低采高，加快推進速度，支護方案見圖6.

7)2623－1巷(圖1中AB段)補強支護方案。

2623－1巷內AB段為該巷道沿12#層煤頂板掘進轉為沿底板掘進變化段。該范圍需采用圓木帶柱帽即對柱方式進行支護。該巷道寬度3.6 m，高度2.6 m.1排2對木柱，木柱帶道木柱帽，2對木柱間距1.5 m，排距0.8 m，支護方案見圖7.

圖6 小窯空巷(空巷5)補強支護設計示意圖

圖7 2623－1巷AB段補強支護設計示意圖

8)其它補充技術注意事項。

a)過空巷過程中在工藝上需根據實際情況采取以下措施:(1)工作面對頭部進行調斜。(2)加快推進速度。(3)保證支架初撐力合格，工作面端面距縮到最小。(4)保證采高不低于3.5 m.

b)各空巷內的補強支護各點若與已有支護重合時，須就近選取位置進行補強支護，嚴禁用原有支護代替補強支護各點。若補強支護后頂板仍破碎嚴重，則需加密錨索梁與單體柱進行再次補強。

c)各空巷間交叉點位置均需在其附近位置打木垛進行補強支護。其中交叉點1處的木垛位于2623－1巷口，交叉點2處的木垛位于空巷內部即2623巷上方。

d)當工作面推進到上覆攔截巷(空巷5)時，要采取追機移架的方式及時拉前支架，如遇攔截巷割通，則要在支架掩護下在機道頂煤處打眼穿鋼針，鋼針使用11#礦工鋼(長度不小于2.5 m)，每架一組，一頭搭在支架前梁上(要求其與支架搭接段不小于0.5 m)，另一頭穿入煤墻內，之后，及時在頂梁上架設半圓木垛，要求與空巷頂板接觸嚴密，穩平、穩牢、穩實。然后將支架升緊，達到初撐力。割通一段，維護一段，逐段進行，直到支架前梁完全鉆入實體煤壁，以確保安全有序的作業。

2 結論

由現場實踐可知，采用以上維護方案后，8623工作面通過上覆空巷期間，工作面頂板在空巷附近雖有部分垮落，但基本可以控制，較好地控制了工作面超前范圍內頂板的變形破壞，基本達到了對各空巷及交叉點位置圍巖完整性維護的目的;對于上覆空巷與工藝巷交叉點的維護及采取的相關措施基本控制了該區域圍巖破壞程度的增加，有效地防止了破碎區域的進一步擴大;工作面開采期間采取調斜、保證采高以及保證初撐力等措施后，不僅保證了工作面的快速推進，而且為現場工作面人員提供了較為安全的工作環境。

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