采區首采工作面安全過空巷技術研究

梁凱

摘 要：文中在對20301綜采工作面空巷分布位置以及特征進行勘探確認的基礎上，從加強空巷支護，落實礦壓管理，合理組織開采推進等方面出發，分析了回采工作面過空巷的技術措施。20301綜采工作面過空巷時均未出現周期來壓，頂板管理良好，實現了回采工作的安全高效進行。

關鍵詞：回采面;空巷;支護;礦壓

空巷是回采工作面設計方案改變或者小煤窯無序開采而留下的廢棄巷道。由于空巷廢棄時間長，內部容易出現瓦斯、水聚集，同時巷道的支護可能會出現失效，兩幫及頂板變形大[1-2]。特別是受到開采動壓影響時，空巷極其容易出現頂板下沉、煤壁片幫，給回采工作的正常開采帶來隱患[3]。文中以20301綜采工作面空巷為工程背景，對采用的技術措施進行分析，以期能更好的促進礦井回采工作的開展。

1 概述

山西某礦為資源整合礦井，設計產能為180萬t/a，現井下開采的2采區3號煤層20301綜采工作面，回采面設計的走向長度為1890m，傾斜長度為260m，由于前期小煤窯開采留下的空巷以及回采巷道掘進，在回采面內共有7條空巷，同時為了便于回采面通風，中間布置有聯絡巷，具體的回采面及空巷位置關系如圖1所示。

在回采面開采區間存在多條空巷，由于整個回采工作面從開始布置到開始回采歷時3年，空巷存在時間較長，同時巷道采用錨桿支護，直徑為16mm，長度為1600mm，間排距為1600mm，同時配合采用金屬網。同時3號煤層頂板有厚度在300mm的偽頂（泥巖）隨著時間的推移，巷道頂板下沉量以及兩幫位移量較大。巷道掘進時采用炮掘方式進行，巷道掘進質量較差，表面不規則，巷道寬度不一致，在2200mm到3500mm間，高度在2800mm，回采工作面設備過空巷時需要采用留底方式推進，影響推進速度。同時回采面空間內存在幾條封閉時間長的空巷，巷道內的狀況不明朗，長時間沒有通風，存在瓦斯等有毒有害氣體聚聚的可能。

2 回采面過巷道技術方法

2.1 超前勘探

為了更好的指導回采面的生產，應有針對性的布置回采面給過空巷的支護方案以及過空巷技術措施，做好超前的勘探工作，查明空巷的具體狀態[4-5]。需要查明的具體參數為：巷道寬度及高度，頂板以及兩幫冒落情況，巷道內的有毒有害氣體聚集情況，積水情況、以及巷道留設的頂煤、底煤厚度等等。

通過超前勘探，有效的掌握巷道的寬度、高度、位置、方位角。為工作面回采過空巷時夾角的確定提供指導，防止回采面一次揭露空間的距離更長。通過對密閉巷道內的有毒有害氣體以及積水情況的勘察，發現隱患及時進行排除，保證過空巷的安全。對巷道支護情況進行掌握，以便有針對性的采區巷道支護措施，確保過空巷期間回采空間的安全;通過查明巷道的留底或者留頂厚度，便于制定回采面過空巷的技術方案，防止回采空間底板不平整，影響頂板管理。在對上述參數查明之后，應在采掘工程平面圖、通風系統圖等圖紙上詳細的標注。

2.2 加強支護

原有的空巷支護強度底，在回采影響作用下，頂板以及兩幫的變形量較大。采用錨桿、錨索、金屬網以及W鋼帶對巷道進行補強加固，具體的支護參數為：

頂板支護：巷道頂板錨桿采用直徑為22mm，長度為2400mm，間排距為1200mm×1200mm高強左旋無縱筋錨桿，施加的拉拔力應高于60kN，扭矩高于150N·m，配合采用菱形金屬網片，網孔大小為100mm×100mm。同時配合采用W型鋼，提高頂板的整體承載能力。對于巷道寬度大于2500mm的巷道，采用錨索補強支護，錨索直徑為18.6mm，長度為6400mm，施工兩根錨索，間排距均為1600mm，當巷道寬度在2500mm以內時，在巷道中部施加一根錨索，排距為1600mm，錨索施加的預應力應大于200kN。

巷幫支護：巷幫支護錨桿采用直徑為20mm的玻璃鋼錨桿，直徑為16mm，長度為2400mm，施加的拉拔力應高于50kN，扭矩高于120kN·m，錨桿的間排距為800mm×1600mm，配合采用網目50mm×50mm的塑料網。

當過空巷的巷道頂板較為破碎，可以采用單體支柱配合工字鋼進行支護，單體支護安設位置在梁端向內側400mm處，排距為800mm;巷道兩幫片幫較為嚴重時，可以采用單體支護配合金屬梁采用一梁兩柱方式進行補強支護。同時發現金屬網或者塑料網兜內有大量浮煤，在對巷道進行補強支護前需要對浮煤進行清理。

2.3 礦壓觀測

回采面開始推進時，就對開采礦壓進行分析監測，掌握初次來壓步距，周期來壓步距，動壓強度，液壓支架工作阻力以及工作面前方壓力分布特征。對工作面推進期間的礦壓顯現進行觀測分析，特別是工作面距離空巷距離在3m以內時，對回采推進期間每一天的礦壓顯現都應及時記錄分析，判斷回采面過空巷時是否出現周期來壓，直到回采面安全過空巷。當回采工作面在空巷前后5m范圍內出現周期來壓時，可以采用等壓、壓讓等措施，保證在回采面過空巷期間不會出現周期來壓。

2.4 合理組織開采推進

待采煤機割煤之后，采用先移動支架，后推刮板輸送機方式，及時的對頂板進行支護，采用上述方式可以減少頂板空頂時間至少30min;工作面布置成偽斜方式，盡量減少回采面與空巷的接觸面積，同時采用多循環、短進刀方式，減少回采面與空巷的貫通距離;回采面與空巷接觸貫通后，及時打開液壓支架的支撐擋板，配合單體支架對采面空頂進行支護。

回采面過空巷是一項比較復雜工作，應針對空巷的具體特征，做好礦壓分布規律分析，并加強空巷的支護強度，提高巷道頂板及兩幫穩定性，合理組織回采工作，縮短工作面空頂時間，防止頂板出現冒落，確保回采工作的安全。

3 總結

回采面過空巷影響采煤工作的正常推進，針對空巷的具體特征，首先應排除空巷內的有毒有害氣體，積水等，并對空巷進行補強加固。回采面推進期間加強對礦壓觀測，避免在工作面過空巷期間出現周期來壓，合理的組織采煤工作，減小工作面頂板空頂時間。20301綜采工作面通過采用上述技術措施，安全的通過了空巷，保證了回采工作的高效開展。

參考文獻：

[1]賈長東.淺埋大采高煤層過空巷礦壓規律研究[J/OL].當代化工研究，2019（03）：119-120.

[2]管東琴.綜采工作面快速過空巷區技術研究[J].能源技術與管理，2019，44（01）：104-105+189.

[3]趙勇，陳正拜，陳帥志，肖成龍，雷尹嘉，林海.綜放工作面過空巷時圍巖控制研究[J].煤炭技術，2018，37（10）：37-39.

[4]石振華.義城煤礦過空巷礦井通風系統優化[J].煤炭與化工，2018，41（09）：116-119.

[5]尹超宇，馮光明，高鵬，趙雨.工作面過空巷圍巖失穩機理研究[J].采礦與安全工程學報，2018，35（03）：457-464.