綜采工作面快速沿空留巷技術的應用研究

王洪斌

（晉城市煤礦生產信息調度監控中心，山西 晉城 048000）

1 工程概況

為提高巷道掘進效率，緩解礦井采掘接替緊張的情況，根據礦井采掘計劃，云蓋山煤礦決定對22204綜采工作面切眼至22204綜采工作面停采線長度約1270m的區域內采用切頂卸壓巷內復合支護技術進行沿空留巷。沿空留巷段沿1#煤層頂板掘進，頂板較為完整，有條件沿空留巷，但是個別地點抬有頂煤（204YS23測點以東8m～56m范圍、204YS14測點以東19m～88m范圍），沿空留巷施工時一定的困難，屆時礦井將考慮提前提棚放掉頂煤，沿頂板回采，確保巷道全部沿空留巷。

2 復合支護技術施工順序

22204綜采工作面運輸順槽切頂卸壓巷內復合支護技術總體施工順序如下：

（1）對22204運輸順槽進行雙向聚能拉伸爆破孔施工[1]；

（2）沿22204工作面推進方向，進行預裂爆破，形成預裂切縫線；

（3）從沿空留巷位置開始，對22204綜采工作面1#-5#架沿傾向鋪網上繩；

（4）緊跟工作面支架，按設計位置打設"一梁四柱"支護，上幫架設U型鋼腿支護，并掛設擋風布防止向采空區漏風。

（5）采用局部通風機通風時，為減少向采空區的漏風量，每隔5m打設一道密閉，逐段封閉。隨著22204綜采工作面推采，對于施加了封閉措施漏風現象仍然嚴重的區域，可采取噴漿方式封閉上幫，實現對采空區的二次封閉。

3 沿空留巷施工方法

3.1 超前煤壁預裂爆破

在距沿空留巷巷道上幫100mm位置處（距巷道中心線偏上幫2400mm），沿巷道走向采用DCA-45型超前切縫鉆機打設一排切頂眼（偏向巷道上幫，與鉛垂線夾角15°），切頂眼直徑48mm，深度9000mm（22204綜采面直接頂為細粒砂巖，厚度2.26m～7.12m，施工切頂眼深度必須穿過直接頂），間距500mm，22204運輸順槽切頂眼打設示意如圖1所示。

圖1 22204運輸順槽切頂眼打設示意圖

3.2 聚能管預裂爆破

1）在切頂眼內采用聚能管進行預裂爆破，聚能管規格為Ф30×28mm，管長2000mm。炸藥選用煤礦許用三級水膠炸藥，規格為Ф27×420mm，聚能管內充滿炸藥，選用毫秒延期電雷管進行引爆，通過MFB-200型發爆器進行正向起爆。

2）將炸藥用注藥槍注入聚能管槽內，在聚能管一端安設雷管和引線，將引線穿過第二根聚能管，將第一、第二根聚能管連接緊固，然后在第二根管內注藥并安設雷管和引線[2]，依次類推，完成所有裝藥工作，每個孔內安設三根聚能管，每根聚能管內注入三卷炸藥。要求每根聚能管內注藥均勻不能斷開，每根聚能管設置一個雷管。

3）切頂眼間距與裝藥間距。對預設500mm的切頂眼間距進行單孔爆破試驗，通過內窺鏡對孔內裂隙進行觀測，結果表明，預設間距為500mm的切頂眼難以對頂板形成有效的預裂，故在現場作業中調整頂板切頂眼間距為400mm，為提高切縫效果，增加空孔，采用間隔裝藥，裝藥孔間距為800mm，藥量確定為小于1 kg/卷。爆破方式示意如圖2所示。

圖2 爆破方式示意圖

4）將聚能管切縫方向調整至與切頂線一致[3]，封泥封孔，控制封泥長度不小于1.5m。

5）考慮到巷道頂板的穩定性及爆破對支護的影響，一次爆破起爆5個炮孔。22204綜采工作面運輸順槽超前進行頂板預裂爆破，預裂爆破長度距綜采工作面煤壁不得小于100m。

4 沿空留巷支護方式

4.1 超前支護

下端頭采用ZTZ10200/21/38端頭支架支護頂板，緊貼工作面過渡支架和巷道上幫打設，下超前采用ZCZ16000/23/38超前液壓支架支護頂板，為避免端頭支架和超前支架擠壓頂板錨索，采取在支架上方墊背木的方式進行防護。控制安全出口高度不低于1.8m，超前支護距離不得低于20m。

4.2 沿空留巷后巷加強支護

22204綜采工作面順槽每回采一排，在距巷道上幫600mm、距巷道中心線1900mm位置處架設2棚U型鋼腿支護，柱窩深度100mm，搭接長度500-～1000mm，頂部采用 2根等強錨桿固定[4]；U型鋼棚打設兩道連接板，棚腿扎角控制在80°～82°之間，限位卡纜扭力為200N·m，限位卡纜上緊螺栓之后用防崩扣進行防護，防止崩斷傷人。

4.3 沿空留巷臨時支護

22204綜采工作面后方80m范圍內的順槽每回采一排，在距上幫支護U型鋼棚100mm的下幫，采用單體液壓支柱配合4m“π”型梁進行支護[5]，單體支柱選用“一梁四柱”式，各支柱間距自上而下分別為1100mm、1300mm、1300mm，控制沿空留巷加強支護距離≧80m，通過后期巷道變形量觀測和支護效果，調整巷道加強支護距離。

4.4 成巷穩定區支護

距煤壁80m之后的區域為成巷穩定區，此區域巷道受采動影響較小，巷道圍巖穩定，工作面回采期間，頂底板移進量與巷道周邊壓力變化很小，此時，可將作為臨時支護的單體柱撤掉，保留U型鋼進行圍巖的支護。

5 其它施工技術措施

1）為防止老塘冒落的矸石滾落至留巷空間內，需提前在22204綜采工作面1#-5#架前鋪網上繩。

2）隨著巷道沿空留巷的施工，需在巷道下幫鋪設鐵水溝槽，在22204運輸順槽低洼處設置臨時水倉（布置兩臺BQS60-100-37/N型水泵，一備一用），通過22204運輸順槽4吋排水管經22204運輸順槽排至-150m水倉。

3）22204運輸順槽沿空留巷施工至22204綜采工作面沿空留巷回風聯巷處，不再使用局部通風機壓入式通風，采用全風壓“Y”形通風，利用22204綜采工作面沿空留巷回風聯巷進行回風。

4）沿空留巷內的單體柱隨著留巷進度，可以由里向外對其逐步拆除更換為木垛支護（保證支護長度不小于80m）沿空留巷期間所使用的單體柱必須使用墊木靴，并綁防倒繩進行固定。

6 結語

為解決云蓋山煤礦采掘接替緊張的情況，提高掘進效率，對22204綜采工作面切眼至22204綜采工作面停采線約1270m的區域采用切頂卸壓巷內復合支護技術進行沿空留巷。通過現場監測發現，云蓋山煤礦22204綜采工作面在整個回采過程中，切頂側頂板完整,非切頂側頂板巖層變形彎曲，巷道圍巖穩定，采空區頂板均勻垮落，工作面施工過程中沒有出現頂板、煤壁大面積垮落、片幫的現象，實際留巷效果較好。