綜放工作面過空巷工藝的實踐和探討

任海鵬

（陽泉煤業（集團）有限責任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

近年來隨著綜采機械化的飛速發展，大走向大采長高效綜放面過本煤層巷道的問題也表現得較為突出。雖然有的礦區在綜采面過空巷的過程中積累了一定的經驗，但也有的礦發生了冒頂，支架壓死，迫使采面不得不搬家的現象。陽煤集團一礦在8710工作面進行了過空巷的工藝技術研究，取得了良好的技術成果和經濟效益

1 工作面及空巷概況

1.1 工作面

8710工作面開采15號煤，煤層賦存穩定，結構復雜，煤層總厚度最大8.75 m，最小5.00 m平均煤厚6.58 m。煤層中一般含夾石3～4層，其中上夾石普遍存在，厚度在0.16 m左右，俗稱“八寸石”，中下部的一層夾石不穩定，呈凸透鏡狀，俗稱“驢石”，下部局部地段分布有1～2層不穩定的夾石。采用綜采放頂煤工藝，采煤機采高控制在2.8～3 m。8710工作面走向長度1611 m，傾斜長度180 m，煤層厚度6.58 m，煤層傾角5°。

1.2 工作面空巷

平行工作面切巷前470 m處存在原西七采區西二軌道巷、回風巷、煤倉繞道及頂板上層原8705工作面下架巷、八采區輔助皮帶巷共5條空巷（見圖1），條件極其復雜，預計對生產會產生嚴重影響。

圖1 8710工作面空巷布置

2 過空巷方法

2.1 開采前加強支護

西七采區西二軌道巷、回風巷兩條平行空巷采用支設工字鋼梁、板木構頂，同時打補強錨索，加強巷道支護；錨索規格：Ф17.8mm×7200mm，配套3000mm長14#槽鋼作為錨索托板，一根槽鋼打三根錨索；錨索共布置三排；槽鋼順巷布置，且間距為0.9 m。用1000mm×5000mm鋼筋網鋪設，垂直巷道布置；網搭接0.1 m，每0.2 m用14#鐵絲聯一道。

圖2 瑞米支柱布置

瑞米支柱是起源于外國的新型可注式支柱，廣泛應用于礦山支護中，是將兩種無機材料與水按比例混合攪拌后通過注漿泵注入支護袋中，形成支護體。具有較高強度和適當變形性，凝結時間短，強度增張快等特點。8710回風巷超前段使用瑞米支柱，采用直徑600mm支柱兩排平行進行支護；煤倉繞道巷，由于巷道斷面為拱形，在支設工字鋼梁的基礎上采用直徑800mm瑞米支柱單排中間布置方式進行補強支護見圖2。瑞米支柱中心距為2 m，在巷道中間布置單排，由于空巷已經錨索支護，且進行架棚及單體支護，在進行瑞米支柱時，要清理到實底，必須讓瑞米支柱支在實底上且直接接頂，方便以后工作面回采到此位置時更好的回撤鋼梁。

2.2 開采時提前調整工作面

（1）礦壓理論和生產實踐證明，回采工作面的推進，巷道的受壓影響與巷道本身的方位關系極大。在相同的條件下垂直于回采工作面前方巷道，采動壓力傳遞給它的只是一個斷面，受壓小，不易破壞;平行于工作面前方的巷道，傳遞的采動壓力作用于整個巷道，受壓面大，相對支撐強度降低，容易破壞。一般來說，超前支撐壓力峰值位置深入煤體內的距離為10～20 m，影響范圍較遠。在距空巷30～50 m時，開始扇形調整，人為調整工作面機頭、尾推進度，變工作面為偽斜開采，這樣，避免了一次性通過和大強度破壞造成的推進困難、工作量大的現象。

（2）及時調整工作面的坡度。工作面整體特別是100架至機尾沿-3°～-5°坡度適度下挖，使支架在揭露空巷后及時挑住提前支設的工字鋼梁。

（3）保證液壓支架的初撐力。首先提高檢修質量，對液壓支架進行大規模高質量的檢修，不得出現各類支架問題；二是泵站的壓力必須達到30 MPa以上，為液壓支架提供充足的壓力；三是液壓支架的操作上，支架的初撐力和工作阻力達標，在采煤機割煤過后，及時跟進進行支護，使支架保持在完好狀態。最大程度發揮支架的支撐力，減少空巷壓力的傳遞和頂板狀況惡化。

（4）調整工作面的推進度。根據空巷條件和壓力情況，盡量做到每日2刀 的進度，盡量加速推進，減少空巷支撐力的影響，避免頂板的破壞。

（5）避開工作面周期壓力。過空巷時，使空巷處于本次周期來壓與下次周期來壓步距的中間，避開周期來壓的強大壓力，以免空巷受到摧垮性的沖擊。

3 安全技術措施

1）在工作面過空巷的過程中，頂板壓力比較集中，加之頂板懸露面積增加，就要做好空巷頂板的提前補強支護，在施工錨索的基礎上，增加卡柱、落架木和支棚等補強。順便瑞米支護材料在我礦采空側進行了嘗試，有支護面積大，能起到支護和充填作用。再之為防止工作面懸頂面積大，造成頂板破碎變形，和發生更大的冒頂事故，必要時控制推進進度，采取在空巷段多推進，工作面調斜等措施，逐步揭露空巷，杜絕了因揭露面積較大而發生的冒頂事故。

2）由于空巷存在時間長，原支護強度低等原因，存在巷道受力變形，不同程度頂板破碎掉矸等情況。頂板圍巖破碎造成維護困難，給過空巷的頂板管理帶來不利影響。為提高圍巖整體承載能力，采取了注漿等措施，提前對破碎段進行加固。過空巷期間共注射水泥漿80 t，有效地加固圍巖松動圈，使之成為整體，提高了圍巖的整體承載能力，從而控制巷道頂板的垮落。

3）切實加強現場管理。由于過空巷期間，現場施工條件復雜，安全環境差、生產推進不正常，存在頂板、滾幫、機電等隱患和事故，就需要采取特別措施。首先制定詳細的過空巷方案，從人員、裝備、技術、工資政策上傾斜，為隊組的正常生產提供基礎保障。二是現場管理必須到位，空巷支護強度必須達標，現場機電設備檢修到位，施工質量要過硬，做到礦領導每日重點關注，解決現場存在的各種問題。

4 經濟效果分析

8710工作面如跳過空巷開采，不僅會增加施工一條180 m的二腰巷，而且將會報廢200 m的回風巷、進風巷、內錯尾巷和高抽巷4條巷道。還需要對工作面的綜采設備進行拆除、搬家和二次安裝，造成極大的材料浪費。并且會打亂正常的銜接部署，造成一個回采隊組無面可采，同時造成約0.33 Mt煤炭資源的極大浪費。通過過空巷技術工藝的研究探索，上述問題會迎刃而解，不但安全快速通過了空巷帶，多回收煤炭0.33 Mt，還避免了二次搬家，產生了極大的經濟效益。

5 結語

綜放工作面過空巷是一項影響安全和生產的難點和薄弱點，通過制定和運用上述綜合措施，實現了安全快速通過空巷。在過空巷時，一是提前加強空巷的支護強度，包括采取錨索、架棚和瑞米支護等形式，確保工作面的頂板不出現大的冒頂和集中壓力等；二是采取合理的安全技術措施，如工作面推進和割煤的角度、坡度，搞好液壓支架的初撐力管理，避開工作面的周期來壓等；三是在管理上和施工質量的把關上做到萬無一失。本次過空巷的成功，解決了制約生產銜接的困難，為綜放工作面的生產積累了經驗，創造了巨大的經濟效益，為礦井的可持續發展創造了條件。