E2308 工作面過空巷技術研究

李 奇

（山西高河能源有限公司，山西 長治 047100）

引言

空巷是以往小煤窯無序開采或者采煤工作面設備變更等情況下遺留在回采空間內的廢棄巷道[1]。由于巷道廢棄時間長，空巷內往往集聚大量的瓦斯、水，同時由于巷道缺乏管理往往伴隨有頂板下沉、巷幫變形量大、底板隆起等礦壓顯現情況[2-3]。在綜采工作面過空巷時由于采動壓力影響，在推進過程中采面容易出現煤壁片幫，空巷內容易出現頂板冒落事故，給綜采工作順利推進造成不利影響[4-5]。文中以E2308 工作面過空巷為工程背景，對采用的安全回采技術措施進行詳細闡述，以期為其他礦井提供一定參考。

1 空巷概況

E2308 工作面于2020 年3 月12 日—3 月14日通過進風與回風3 號橫貫，該橫貫全長45 m，巷寬5.0 m，頂板采用錨索、錨桿支護，兩幫采用鐵錨桿支護，聯巷內打設有臨時密閉一個、板閉2 道，臨時密閉使用充填料及料石打設，寬度約為1 500 mm。該聯巷位置詳見圖1。

過空巷前的準備工作：本次過空巷前，隊組提前對3 號橫貫口煤墻及進、回風側3 號橫貫附近煤墻進行了注漿加固。在進風及回風3 號橫貫口設立表面位移測站對3 號橫貫的位移變形進行觀察。

圖1 進風與回風3 號橫貫與切眼平面位置圖

2 過空巷工藝技術措施

2.1 注漿效果分析

隊組在過空巷前30 m，開始對3 號橫貫及附近煤墻進行注漿加固，包括橫貫兩側巷口三角區煤幫加固和超前橫貫10 m 時對橫貫里側煤墻及橫貫頂板的加固，截止至3 月13 日累計注漿3 070 桶。注漿位置詳見圖2。

圖2 3 號橫貫口注漿位置圖（單位：m）

空巷區域三角區煤墻進行注漿加固，保證了在過空巷期間三角區形態的穩定性，防止三角區煤體提前垮塌，造成巷道堵塞。超前工作面10 m 的煤墻加固及頂板加固，保證了工作面在揭露橫貫內側煤墻的錨桿時，煤墻整體的整體性，不至于全面垮塌，為支架超前支護創造時間；對頂板的加固保證了支架在進入橫貫區域是頂板不過于破碎，不急速下沉。通過過空巷注漿，證明在過空巷區對空巷區域巷口三角區及里側煤墻注漿效果良好。

2.2 工作面過空巷期間礦壓觀測

過空巷期間隊組在3 號橫貫兩端頭口設立頂底板位移測站對3 號橫貫口的頂底變形進行觀察，測點頂底板變形量隨測點距切眼距離變化折線圖詳見下頁圖3。

通過折線圖分析，隨著測站距離切眼距離變小，頂底板變形量逐漸增加，特別是在測點距離切眼10 m時，變形量突增，橫貫口打設木垛出現傾斜變形，故空巷段注漿等巷道加固措施應提前30 m 完成，以保障巷道高度。

圖3 測點頂底板變形量隨測點距切眼距離變化折線圖

2.3 3 號橫貫支護

在工作面回采距3 號橫貫30 m 前，提前對橫貫內使用密集木垛進行了加強支護，橫貫內頂板及幫部存在網破口情況進行了重新聯網。橫貫支護詳見圖4。

圖4 進風與回風3 號橫貫支護示意圖

2.4 過空巷期間生產組織

過空巷期間，隊組生產班嚴格執行空巷段由機頭至機尾進刀，在保證安全的前提下，多進機尾，緊跟機組拉架，由專門班組長在進風與前溜搭接位置負責雜物拾取的方法，快速、安全通過了空巷段。具體生產組織及工作內容見表1。

2.5 錨桿取出、木垛拆除工藝

機組司機聽到機組滾筒割鐵器等異物聲響時，機組立即退后3 m，停機閉鎖大溜，機組摘刀，機組緩慢移動拱松錨桿，錨桿拱松后，打出支架逼幫板護幫護頂，經敲幫問頂，確認無危險后，人工進入大溜內取錨桿[6]。采用機組割煤推進的方式將木垛推倒，每推到5 個木垛，然后停機閉鎖大溜，用長柄工具將道木取出。

表1 過空巷期間生產組織及工作量匯總表

3 本次過空巷期間可取的做法

3.1 “三精”管理

隊組給每班驗收員配備卷尺等測量工具，讓驗收員對橫貫測站及工作面機尾空間數據進行精確測量，并及時上報；本次過空巷期間，由技術員對每日井下數據進行分類處理，并記錄，對井下數據進行圖形轉化[7]；部門及隊組領導對當日數據在每日協調會上進行精準分析，并合理指導生產。

3.2 現場管理

1）頂板控制：工作面揭露空巷后，支架工緊跟機組拉架，在機組拱倒木垛后，及時打出伸縮梁及逼幫板護頂；其次隊組在過空巷期間，采用多進機尾，加快空巷段推進的方式，避免了空巷頂板的破壞。

2）采高控制：綜采一隊針對排尾4 號架位置巷道高度不足、支架高度不足情況，采取提前對機尾三角區及巷道頂板進行注漿，后采用風鎬挑頂的方式對單機尾采高不達標區域進行了調整，對于小梁上方巖石過多，導致支架無法升起的情況，采取放空小梁頂部巖石方式進行調高。

3）頂板煤墻管理：鑒于工作面頂板破碎、煤墻片幫等情況，綜采一隊采用工作面深孔注漿及超前移架、上料的方式進行了超前管理，過空巷期間共打設注漿孔35 個，累計注漿3 070 桶。

4）瓦斯管理：工作面過空巷時，盡可能降低了機組牽引速度，機組在空巷段割煤時，工作面未放煤，以免瓦斯瞬間涌出量增大而造成瓦斯超限；在工作面上隅角瓦斯易積聚位置，敷設一趟壓風管路，防止上隅角瓦斯超限。

4 本次過空巷期間不足之處

4.1 注漿時間點滯后

隊組未在木垛打設前，完成對3 號橫貫的煤墻、頂板注漿，注漿時間點滯后，導致3 號橫貫口往里煤墻、頂板未及時注漿。

4.2 橫貫內煤墻錨桿托盤未提前處理

根據本次過空巷期間橫貫里幫煤墻錨桿因鋼帶及托盤束縛不能取出、纏繞機組滾筒的問題，隊組應提前在木垛打設前，對橫貫里、外幫煤墻在注漿后，對部分錨桿托盤、鋼帶進行拆除，方便在機組拱松錨桿后，取下錨桿。

4.3 工作面采高未提前調整

橫貫內頂底高度在工作面推進期間逐漸下沉，橫貫進風口頂底最終高度為3.09 m，回風側橫貫口頂底高度為2.6 m，而工作面正常采高為3.5 m，隊組在到達空巷前未采取降采高措施，在揭露空巷后大幅度降采高，導致空巷位置頂板出現了不同程度空頂、破碎。

4.4 取木垛工藝有待調整

本次過空巷采用機組直接拱倒木垛的方法拆除木垛，該方法雖然簡單高效，但易導致道木粉碎，直接導致煤流中出現大量道木碎塊，造成煤質不合格，在以后的過空巷工藝中，可優先采用不損傷道木的方法。本次E2308 綜采工作面只用6 個生產班時間，采用多進機尾，強行硬推順利過空巷，進一步提升了隊組職工對于工作面異常變化的應對能力和現場處置能力。

5 結語

綜采工作面過空巷是比較常見的情況，E2308采面采取一系列安全措施后，順利、安全通過空巷。首先對過空巷區域三角區煤墻進行注漿加固注漿，防止三角區煤體提前垮塌；對煤墻加固及頂板加固，保證了煤墻整體的整體性；其次E2308 采面過空巷期間對采面頂板以及礦壓顯現進行連續觀測，得出空巷段注漿等巷道加固措施應提前30 m 完成，以保障巷道高度為現場頂板管理提供一定的數據參考；最后確定可靠合理的補強支護方案，提高空巷支護強度，有效控制空巷頂板下沉量。避免因空巷而造成搬家倒面的次數，減少了留設煤柱的損失，這樣既降低了生產成本，又增加了資源回收率。