仰采工作面過底板穿層老巷的安全技術研究

馬 超 閆春來

（山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司，山東 兗州 272100）

1 概況

李堂煤礦設計生產(chǎn)能力45萬t/a，主采三層煤，采用走向長壁采煤方法，綜合機械化采煤工藝。3c201綜放工作面為二采區(qū)東翼首采面，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復雜，工作面準備過程中為了探明煤層賦存情況，工作面機尾沿走向42 m、傾向34 m范圍內(nèi)有一條底板穿層巷道和3條煤層內(nèi)巷道（具體如圖1）。

圖1 3C201工作面巷道布置平面圖

煤層內(nèi)1#、3#老巷幾乎與工作面垂直，煤層內(nèi)2#老巷與工作斜交，煤層內(nèi)老巷全部沿煤層頂板掘進。這些老巷全部采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護，錨索規(guī)格為Ф15.24 mm×6000 mm，錨索間排距2 m×2 m。

切眼處3#老巷與材料巷相距6 m，沿工作面走向方向與材料巷相距越來越小，最小處相距3.4 m。按預計工作面超前量15 m計算，工作面與傾向老巷夾角15°。工作面揭露煤層內(nèi)2#老巷后，每刀將揭露13.5 m長的老巷。底板穿層巷道見煤點與材料巷相距25 m，工作面內(nèi)73#架附近支架將位于穿層巷道與工作面的交叉點位置。

2 老巷加固方案[1-2]

2.1 底板穿層老巷加固方式

（1）底板穿層巷道從見煤點始12 m范圍內(nèi)（遠離煤層方向）BC段架設11#礦用工字鋼梯形棚，工字鋼棚梁長3.2 m，棚腿長2.25 m，棚腿扎角85°，棚距800 mm，共架設15棚。棚梁與棚腿接觸嚴密，棚腿、棚梁與巷道圍巖的空隙應使用木料充填接實，相鄰棚之間用4個L800 mm×Φ22 mm螺紋鋼連接桿連成一體，提高工字鋼棚的穩(wěn)定性。在工字鋼梯形棚下打“#”型木垛加強支護，保證液壓支架能順利通過。

（2）穿層巷道從見煤點至破底500 mm處AB段用3 m長的方木料充填，木料沿巷道走向密排，并且用14#鐵絲和耙釘連接牢固。底板穿層巷道加固方式如圖2、圖3。

圖2 底板穿層巷道加固剖面圖

圖3 （1-1）斷面圖

2.2 煤層內(nèi)老巷加固方式

煤層內(nèi)老巷沿巷道頂板掘進，按照目前3c201工作面放頂煤采煤工藝，工作面推進過程中沿底板回采，工作面揭露時存在大面積架空現(xiàn)象。為最大限度地減少對工作面推進速度的影響，保證支架全部接實頂板，煤層內(nèi)老巷全部采用首尾相連鎖的“#”字型木垛，木垛料之間全部用12#鐵絲和耙釘鏈接牢固，并且全部木垛與頂板鋼筋網(wǎng)用8#相連接。

3 工作面仰采過老巷方案

3.1 仰采面臨的難題

3c201工作面切眼附近傾角15°，距工作面切眼19.3 m巷道傾角達24°，工作面總體趨勢為仰采，煤層厚4.5 m以上時仰采放頂煤工作面頂板管理難度很大，主要為：

（1）仰采時煤壁易出現(xiàn)片幫和冒頂。采煤機割煤后煤壁呈往老塘側(cè)傾倒趨勢，再加上煤層煤質(zhì)松軟易引起片幫，片幫后若維護不及時，空頂時間過長就會造成漏（冒）頂，對安全生產(chǎn)影響極大。

（2）回采高度控制困難，經(jīng)常會出現(xiàn)超高或過低情況。仰采幅度過大，溜子跟不上容易出現(xiàn)超高，導致支架失穩(wěn)接頂不實而歪倒，給生產(chǎn)安全帶來極大危害；仰采幅度過小，上抬幅度過小，容易造成支架升不起來、采煤機通不過等情況。

3.2 仰采安全措施

（1）注馬麗散加固6 m煤垛頂煤。垂直6 m煤垛使用風煤鉆打注漿孔，距煤層頂板1.5 m布置一排鉆孔，孔深3 m，鉆孔間距2～3 m，鉆孔直徑42 mm，注馬麗散加固煤體。

（2）工作面沿煤層底板層位回采，煤層內(nèi)老巷沿木垛底層通過，回采過程中嚴格控制好層位。工作面揭露老巷后，應超前移架并升平前梁挑住木垛，托木垛后嚴禁帶壓移架，防止木垛坍塌。

（3）到老巷觀察頂板情況及是否出現(xiàn)底鼓，根據(jù)頂板下沉量，提前采取剎底措施，確保工作面頂板與老巷底板（木垛料底層）處于同一層位，保證工作面與老巷推透后不破壞木垛及支架不超高。

（4）機尾5架鋪設單層8#1.2 m×3.5 m菱形金屬網(wǎng)，必要時鋪設同規(guī)格的雙層菱形金屬網(wǎng)加強頂板管理。為避免鋪聯(lián)網(wǎng)時間長，不利于煤壁管理，金屬網(wǎng)長邊搭接不少于2扣，雙排扣聯(lián)接，每排扣間距不大于3個網(wǎng)格。當頂板較破碎時，應在割煤機機身上移架。為減少割煤與移架時間間隔，移割煤機機身上方的支架時，割煤機停機不停電。

（5）加快工作面的推進度，保證每班進尺不少于2刀，減輕頂板壓力對回采的影響。必須快速超前帶壓移架，必要時使用單體液壓支柱輔助移架。采煤機割煤后滯后右滾筒1～2架及時伸出支架伸縮梁和護幫板。移架過程中利用相鄰支架的側(cè)護板調(diào)架，保證支架垂直頂?shù)装濉?/p>

（6）適當調(diào)采工作面機尾，調(diào)整工作面與2#煤層內(nèi)老巷的夾角，減少每刀暴露老巷長度。

（7）隨著工作面的推進，老巷內(nèi)頂板壓力加大，必要時增加支護阻力確保老巷內(nèi)頂板完好。過老巷前，必須對工作面所有設備進行排查檢修工作，保證過老巷期間能正常進轉(zhuǎn)。

（8）加強兩巷的超前支護，保證單體液壓支柱初撐力不低于規(guī)程要求，支架初撐力應不低于24 MPa。加強工作面工程質(zhì)量，確保工作面“三直兩平”。

（9）及時調(diào)整支架和推溜順序，控制好刮板輸送機的上竄、下滑，確保刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機搭接合理。

4 結(jié)語

通過采取提前加固老巷、注瑪麗散加固煤垛等安全措施，提高了仰采綜放工作面過老巷安全性，保證液壓支架順利通過各工作面的推進度，為復雜條件下工作面的安全回采提供了可靠依據(jù)和成功經(jīng)驗。