“中間巷”在突出煤層回采工作面的應用分析

樊曉光

（山西新景礦煤業(yè)有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 新景公司工作面情況介紹

新景公司3216工作面井下位于佛洼采區(qū)北翼中部，東為3216工作面（正掘），南為3217工作面（未掘），西為3220工作面（未掘），北為3號煤保安區(qū)3119、3121工作面（未掘）。

本面南部為一傾向SW的單斜構造，煤層傾角4°～10°；中部為寬緩背斜、向斜組合的褶皺構造，煤層傾角2°～6°；北部為一傾向SW的單斜構造，煤層傾角3°～8°。

1.1 掘進工藝及支護情況

1）掘進中采用EBZ-160型綜掘機沿煤層頂板截割并自行裝煤的方式，并經(jīng)煤溜和皮帶運輸至佛洼采區(qū)3號煤南九煤倉。

2）生產(chǎn)工藝流程：開機前準備→掘進機割、裝、運→運料、清浮煤→臨時支護→錨桿（索）支護→下一個循環(huán)。

3）佛洼采區(qū)3號煤3218輔助進風、回風巷、切巷及配風巷采用“矩形”斷面。支護方式：輔助進風、回風巷支護方式為：錨桿+錨索聯(lián)合支護；切巷、配風巷支護方式為：全錨索支護。

4）本掘進工作面位于佛洼采區(qū)3號煤北翼中部，屬+525水平。輔助進風斷面凈寬5.0 m，凈高2.6 m；回風巷斷面凈寬5.0 m，凈高2.8 m；橫貫凈寬5.0 m，凈高2.6 m。

1.2 3號煤回采巷道現(xiàn)有通風方式

3號煤層工作面采用“兩進一回”沿空留巷“Y”形通風系統(tǒng)，即布置1條進風巷和1條輔助進風巷，1條回風巷，輔助進風巷通過“柔模”支護沿采空區(qū)留巷。

輔助進風巷留巷段通過橫貫與回風巷連通，工作面污風經(jīng)沿空留巷段沿著回采的反方向流動，同時采空區(qū)瓦斯也流向沿空留巷段與工作面污風混合后共同匯入回風巷，起到“Y”形通風的作用，3216綜采工作面通風系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 3216綜采工作面通風系統(tǒng)圖

1.3 現(xiàn)有3號煤回采工作面通風方式存在問題

工作面采用沿空留巷“Y”形通風方式可有效解決上隅角瓦斯積聚問題，但主要存在以下問題：

1）在輔助進風巷沿采空區(qū)側注模支護留巷，沿空留巷段巷道維護困難，現(xiàn)采用巷內(nèi)留木垛的方法加強支護，增加了采煤工藝流程和工程施工成本；

2）沿空留巷段受到采空區(qū)動壓作用，巷道變形嚴重，難以通過沿空留巷段長距離通風，只能采用隔段封閉的辦法，每隔1～2個橫貫對沿空留巷段封閉并開放下一通風橫貫，人為留下了多處“瓦斯庫”，無法復用為相鄰工作面的進風巷，并未起到無煤柱開采、節(jié)約煤炭資源的作用；

3）沿空留巷內(nèi)采用水泥材料注模支護，由于支模材料的剛性大，本身抗變形能力較差，有時會出現(xiàn)礦壓劇烈時壓壞支模的現(xiàn)象，采空區(qū)瓦斯通過支模裂縫涌出，造成沿空留巷段和回風巷瓦斯超限。

1.4 需要解決的問題

3號煤回采工作面采長為200～220 m，由于鉆機最大能力為80～150 m，所以從工作面進風巷向工作面施工本煤層預抽鉆孔，無法覆蓋輔助進風巷及回風巷，造成輔助進風巷及回風巷掘進還需要繼續(xù)造穴預抽，延長了出面時間。如果在工作面中部施工一條中間巷，從進風巷向工作面施工的本煤層鉆孔就可以解放中間巷，中間巷再向回風巷方向打鉆，最終實現(xiàn)遞進式抽掘，同時改進回采工作面通風方式。

2 新增中間巷道的原因及要求

2.1 施工中間巷原因

根據(jù)現(xiàn)有鉆機已施工的遞進抽采鉆孔情況來看，鉆孔深度普遍可達到80～150 m，不能施工貫通工作面的抽采鉆孔。為此，計劃在工作面中間位置施工一走向中間巷，讓其起“二傳手”的作用，以達到遞進抽采措施能夠提前解決3216工作面輔助進風巷及回風巷掘進區(qū)域瓦斯治理的目的。

2.2 中間巷布置位置

根據(jù)鉆孔深度，計劃將中間巷布置在本煤層鉆孔覆蓋區(qū)域內(nèi)且平行布置在距離3217回風巷法線距離120 m處。

2.3 中間巷斷面及支護

1）為滿足鉆掘平行作業(yè)需要，確定巷道斷面4.5 m×2.8 m；

2）此巷道受回采期間工作面超前壓力影響，確定為錨桿錨索聯(lián)合支護，錨索布置在兩排錨桿中間，每排三根，排距0.9 m。

3 布置走向中間巷可行性

3.1 瓦斯治理方面

3216工作面中間巷施工完畢后，可通過中間巷向3216工作面輔助進風巷及回風巷施工本煤層鉆孔進行瓦斯抽放，以達到解放3216輔助進風巷及回風巷掘進期間瓦斯含量大的問題。

同時，3號煤層為突出煤層，瓦斯治理難度大，現(xiàn)采用沿空留巷“Y”形通風方式解決上隅角瓦斯問題，主要存在沿空留巷變形大，留巷維護難度大、施工成本高，支模強度不足，后期復用難度大的問題。

采用“W”形通風方式，可以不采用人工留巷即可消除回風上隅角，降低了工程施工成本。其本身獨特的通風方式能有效降低工作面通風阻力，減少向采空區(qū)漏風，提高工作面用風效率。

根據(jù)新景公司掘進巷道現(xiàn)有條件，可應用沿空留墻技術與“W”形通風方式相結合，真正實現(xiàn)無煤柱開采，提高煤炭資源利用率和回采效率。

3.2 防突方面

防突規(guī)定：埋深500 m以上的防突工作面必須施工底抽巷進行瓦斯治理。埋深在500 m以內(nèi)時可通過條帶式遞進抽采方式進行瓦斯抽放。根據(jù)3216工作面內(nèi)及附近鉆孔3-140、3-67、地面抽放鉆孔

（15號、16號、17號、18號），可推算出3216工作面煤層埋深在440～470 m之間，布置中間巷符合防突規(guī)定。

3.3 經(jīng)濟方面

通過3216中間巷向3216工作面剩余部分施工本煤層鉆孔進行瓦斯抽放后，3216輔助進風巷及回風巷掘進期間不再需要執(zhí)行沖孔造穴區(qū)域瓦斯治理措施，將大大降低瓦斯治理成本。

3.3.1 施工中間巷時費用

1 m巷道的單價為3 000元（包含人工費及支護費用），施工中間巷1 600 m需要花費480萬元。

3.3.2 不施工中間巷

3217輔助進風巷及回風巷每次造穴10個鉆孔，每個鉆孔80 m，允許掘進60 m，每米300元，造穴鉆孔單價24 000元，共560個造穴鉆孔，共計1 344萬元。

由上述經(jīng)濟分析可以得出，施工中間巷比直接施工3217輔助進風巷和回風巷費用減少864萬元。

3.4 銜接方面

3.4.1 施工中間巷

1）3216中間巷系統(tǒng)巷160m，按日進2m，需80d。

2）3216中間巷工程量1 520 m，按日進8 m，需190 d。

3）本煤層抽放鉆孔304個，1個/d，需304 d。

由于本煤層鉆孔在中間巷施工50 m后開始施工，工期存在重疊，經(jīng)過計算，3216中間巷及本煤層鉆孔全部施工完畢，共需390 d。

4）3216輔助進風巷及回風巷工程量3 870 m，在3216中間巷施工6個月后開始施工，按日進13m，需298 d。

5）3216切巷工程量220m，按日進2m，需110d。

經(jīng)過計算，3216工作面出面總工期為29個月。

3.4.2 不施工中間巷

1）3216輔助進風巷及回風巷工程量3 870 m，按日進4 m，需968 d，

2）3216切巷工程量220m，按日進2m，需110d。經(jīng)過計算，3216工作面出面總工期36個月。

經(jīng)過對比：施工中間巷時，3216工作面可提前7個月出面。

3.5 進尺消耗方面

3.5.1 施工中間巷

3216工作面回采時，每推進1 m消耗回采巷道進尺為3.7 m。

3.5.2 不施工中間巷

3216工作面回采時，每推進1 m消耗回采巷道進尺為2.7 m。

4 結語

根據(jù)以上分析，在3號煤回采工作面施工中間巷，第一可以實現(xiàn)遞進式抽掘，通過上一條巷道施工本煤層鉆孔，一舉兩得地解決了本工回采工作面的瓦斯，同時也解放了遞進的掘進巷道，提高了掘進效率，縮短了回采工作面出面時間，緩解了3號煤回采工作面銜接緊張的現(xiàn)狀。第二可以改變3號煤回采巷道傳統(tǒng)的通風方式，通過“W”形通風解決現(xiàn)有“Y”形通風方式留下“瓦斯庫”的隱患。