采空區下近距離煤層巷道掘進方法

王　貴

(大同煤礦集團雁崖煤業公司)

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采空區下近距離煤層巷道掘進方法

王貴

(大同煤礦集團雁崖煤業公司)

摘要采空區下近距離煤層巷道掘進過程中普遍存在著施工困難，支護難度大，工作面頂板、瓦斯、水害防治相對困難，安全管理要求高等問題，對此，在馬脊梁礦8408工作面采空區下 14-3#層404盤區8408切眼施工時，通過采用一系列的先進施工工藝順利實現了巷道掘進，總結出了1套完整的近距離煤層巷道掘進方法，供類似礦山參考。

關鍵詞采空區薄煤層巷道掘進施工工藝

馬脊梁礦14-3#層404盤區8408切眼設計長120 m，在施工過程中即進入上覆14-2#層8408工作面采空區下方，14-2#煤層與14-3#煤層層間距0.7～2 m，平均1.35 m，屬極近距離煤層。礦井地質條件復雜多變，巷道掘進過程中先后遇到5個斷層，掘至55 m 處時探測到上覆采空區低洼處積水，于是停產放水。上覆已采工作面的采煤行為嚴重破壞了底板(掘進工作面的頂板)，給巷道掘進施工帶來了極大的安全隱患。

1施工工藝

切眼設計寬4.2 m，為實現長10.4 m的掘進機順利90°轉向切眼掘進方向，應在開口位置搬角，即開口時因巷口搬角出現大斷面三角區域。由于開口時須移除位于5408巷開口位置處原有的11根鋼棚棚腿，為確保移除棚腿后5408巷近50 m2頂板的穩定性，在該三角區域架設長12 m的U29組合梁2組，并在組合梁下支設間距不大于4 m的U29棚腿，組合梁兩端頭固定于巷幫上，防止組合梁承載時發生移動或棚腿傾倒，組合梁及棚腿用半圓木與巷幫或頂板剎緊背牢，確保開口位置處5408巷頂板的安全穩定(圖1)。

圖1中，E區為第1刀截割范圍，陰影部分為實煤區，掘進機截割E區時，首先移除E區范圍內架設于5408巷內的支護棚腿A、B、C、D、E、F，如此棚腿A、B、C、D、E、F對應的5408巷內U29橫梁的一端均搭接于切眼口長12 m的U29雙梁上。經井下現場反復試驗，截割E區時，a、b、c、d、e、f處為掘進機涉及不到的空間，為減輕12 m長組合梁載荷，故在a、b、c、d、e、f處U29橫梁下支設單體柱，單體柱與橫梁吃緊即可。E區內架設適當長度的2根11#礦用工字鋼，一端搭接于12 m長的U29雙梁上，貼近巷幫的一端用單體柱支設。

第2刀在E區的基礎完成G區的截割，完成G區的截割后可在G、E疊加區域內架設U29組合雙梁1、U29組合雙梁2。a、b、c、d、e、f處單體柱繼續保留，在不影響下1個截割循環掘進機行走軌跡的情況下，在長12 m U29雙梁、U29組合雙梁1及U29組合雙梁2下方的合適位置增設單體柱，盡可能在不影響機組正常截割的情況下，增加U29雙梁及開口位置對應的5408巷內U29橫梁下棚腿的數量，如此往復直至掘進機完全實現90°轉彎進入切眼工作面為止。

對于掘進機完成截割工藝不涉及的區域，無論是U29雙梁下，還是5408巷內的開口位置處U29橫梁下，應盡可能以無規則的布置形式增設單體柱，即增加棚梁下棚腿的支護密度，避免個別橫梁下的載荷超出其抗彎強度而使1.1 m厚的頂板發生塑性變形導致發生頂板冒落事故。完成截割工藝后進行錨桿及架棚支護時，在控頂區域采用單體柱與1.2 m 長的花邊π型梁匹配進行臨時支護。機組完全進入切眼工作面后，U29橫梁下支設的單體柱間距不得超過4.2 m，并在適當的位置支設木支柱，防止因單體柱卸載而導致U29橫梁載荷過大發生頂板事故。

2特殊地質條件下施工安全技術措施

2.1遇斷層

施工5408巷過程中，先后分別遇見H=0. 5 m∠60°、H=1.1 m∠70°、H=1.2 m∠60°、H=0.55 m∠60°、H=1.40 m∠55°的正斷層。對此，施工隊探到斷層后，執行過斷層安全技術措施[1-5]，通過精確計算，確定了巷道開始下山掘進的準確起始位置，以該位置為起始點5°坡下山預留頂煤，確保頂板厚度在1.5 m以上掘進。過斷層期間縮小錨桿與鋼棚的支護排距，即由以往的1 m排距縮小為0.8 m，斷層前后1 0 m開始執行過段層措施。過斷層期間，若發現頂板出現裂隙或頂板來壓鋼梁出現變形，應及時增設鋼棚，對頂板進行噴漿，確保巷道頂板穩定。

2.2遇采空區低洼處積水

巷道掘至620 m處，探測到上覆采空區低洼處積水，應立即采取的措施為：①巷道停止掘進，由探水隊施工放水孔進行放水；②停止掘進后，施工隊組每班派專人排水，確認排水完畢后，方可正常掘進。

3結語

馬脊梁礦近距離煤層下8408切巷的成功施工，實現了在受限的空間內機身長度為10.4 m掘進機90°轉彎且不影響其截割工藝需要的正常行走軌跡。采用U29鋼及11#工字鋼支護節約了成本，加強了頂板的穩定性，提高了巷道施工過程中的安全系數，為近距離煤層下巷道施工提供了可靠依據。

參考文獻

[1]曹東升.近距離煤層下巷道合理位置確定及支護方式[J].現代礦業，2015(12)：150-151.

[2]劉福龍.極近距離煤層采空區下順槽巷道掘進與支護技術[J].煤礦支護，2012(4)：26-28.

[3]張標.近距離煤層采空區下掘進巷道支護技術研究[J].內蒙古煤炭經濟，2015(1)：106-107.

[4]董福凱.大巷掘進過采空區支護技術研究[J].中國煤炭工業，2011(9)：51-52.

[5]劉宏偉，劉剛.井巷工程[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

(收稿日期2016-01-07)

王貴(1986—)，男，助理工程師，037003 山西省大同市。