高有國+董海寧

[摘 要]在工作面回采的過程中，工作面將揭露Ⅱ1022排水巷，此排水巷穿煤層與工作面斜交布置。為了保證工作面安全高效的進(jìn)行回采，針對(duì)該工作面的地質(zhì)條件及開采條件，對(duì)工作面上方和下方老硐在一定范圍內(nèi)采用打連體木垛支護(hù)，工作面內(nèi)老硐采用一梁四柱抹帽支護(hù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證，所采用的支護(hù)形式是合理的，能夠有效的控制頂板，確保工作面正常通過此排水巷。

[關(guān)鍵詞]過老硐；支護(hù)設(shè)計(jì)；技術(shù)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：TD823.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）02-0018-01

1 工作面概況

Ⅱ1022工作面位于Ⅱ2采區(qū)，標(biāo)高為-465.4～-523.0m，傾角5°～16°，平均傾角12°。煤厚平均2.50m。煤層偽頂為泥巖，平均0.6m，直接頂為細(xì)砂巖，平均8.7m，老頂為粉砂巖，平均14.8m。煤層直接底為粉砂巖，平均4.93m，老底為細(xì)砂巖，平均9.53m。

工作面采用走向長(zhǎng)壁、綜合機(jī)械化采煤法，工作面回采期間將經(jīng)過Ⅱ1022排水巷。此排水巷從728巖軌撥門，巷道方位226°，先按3‰上坡施工11.4m，然后按25°下山施工67.342m（平距），然后變平施工3m至設(shè)計(jì)位置，支護(hù)斷面為凈寬×凈高=2800mm×2700mm。

2 確定排水巷支護(hù)范圍

根據(jù)臨渙煤礦Ⅱ1022工作面地質(zhì)說明書可知，Ⅱ1022工作面老頂為穩(wěn)定巖層，直接頂和老底為較穩(wěn)定巖層，且?guī)r性堅(jiān)硬，過排水巷重點(diǎn)在于合理支護(hù)位于直接底的范圍的巷道。

2.1 P20點(diǎn)前25米至30米處于回采水平，必須進(jìn)行加固，此加固段為B段。

2.2 根據(jù)三角函數(shù)定理確定排水巷位于直接底內(nèi)巷道長(zhǎng)度

S1=H/sin25°=4.93/0.4226=11.67m>4.93m

但由于排水巷底部巷道變形嚴(yán)重，頂板已發(fā)生離層，故對(duì)回采水平下方全部進(jìn)行加固，此加固段為A段。

2.3 回采水平上方巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)，巷道支護(hù)情況較好，且頂板穩(wěn)定未發(fā)生離層，決定只對(duì)P20點(diǎn)前19米至25米處巷道進(jìn)行加固，此加固段為C段。Ⅱ1022排水巷平剖面圖如圖1所示。

3 支護(hù)形式選擇

3.1 按經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算B段支護(hù)強(qiáng)度

3.1.1根據(jù)采高及上覆巖層碎脹系數(shù)計(jì)算跨落帶高度

3.1.3選擇合理的支柱密度，采用下式計(jì)算：

式中：n-----支柱密度，根/m2。

Rt----支柱支撐能力，kN/根，按支柱工作阻力的70%計(jì)算。

Pt′----巷道支護(hù)強(qiáng)度，kN/m2，按參考工作面的初次來壓時(shí)的實(shí)測(cè)最大支護(hù)強(qiáng)度400KN/m2計(jì)算。

3.1.4一梁四柱支護(hù)下支柱密度

n1=S/M=28/（5×2.8）=2根/m2>1.90根/m2

式中：n1-----支柱密度，根/m2。

S----支柱數(shù)量，根，按實(shí)際使用單體數(shù)量計(jì)算。

M----巷道支護(hù)面積，m2，B段按四邊形計(jì)算面積。

確定B段采用在U型棚棚檔架設(shè)一梁四柱走向棚即可滿足支柱密度要求。

3.2 排水巷A段和C段支護(hù)形式選擇

由于A段位于工作面底板下，C段位于工作面頂板上，工作面推過后支護(hù)材料無法回收，故采用架設(shè)聯(lián)體木垛對(duì)A段和C段進(jìn)行支護(hù)。

4 過老硐注意事項(xiàng)

4.1 過老硐前

4.1.1 過老硐前每班安專人檢查1022排水巷巷道支護(hù)情況，及時(shí)找掉巷道內(nèi)的活矸危巖。排水巷排水期間要三班安人巡查，保證局扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)，排水系統(tǒng)正常。

4.1.2 在回采至距排水巷A段前20米時(shí)，必須將排水巷內(nèi)積水排完，并將排水巷A段巷道內(nèi)電纜、電泵、回收完畢。

4.1.2.1 預(yù)留一路塑軟管至A段巷道水倉內(nèi)，在B段安設(shè)風(fēng)泵，風(fēng)泵與同塑軟管和排水管連接用于排水。

4.1.2.2 A段自下向上打連體木垛對(duì)巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。木垛使用長(zhǎng)1600mm，厚不小于200mm的半圓木，木垛要打得正規(guī)有勁，四方見線，木料接不實(shí)處用木楔打緊。

4.1.3 在回采至距排水巷B段前20米時(shí)，在B段兩U型鋼棚中間套棚支護(hù)好頂板。套棚采用一梁四柱走向棚，使用長(zhǎng)度為3000mm、厚度不小于200mm的兩面平木料做梁（可根據(jù)巷道寬度變化選擇合適長(zhǎng)度木料），柱用DWX3.15單體液壓支柱，套棚的木梁及所有點(diǎn)柱必須用防倒繩與鋼梁拴牢。木梁與頂板之間利用半圓木接實(shí)頂板，不實(shí)處要用木楔打?qū)崱?/p>

4.1.4 在回采至距排水巷C段前20米時(shí)，將風(fēng)泵挪至封閉墻外，同時(shí)打連體木垛對(duì)巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，最后由通風(fēng)區(qū)在指定位置打封閉墻。

4.1.5 工作面回采至排水巷B段前20米時(shí)要及時(shí)調(diào)整工作面推進(jìn)方向[1]，盡量減少一次揭露面積，調(diào)采步驟要嚴(yán)格掌握。

4.1.6 揭露1022排水巷前工作面采高控制在2.4-2.6m，煤機(jī)割過后要及時(shí)拉超前架支護(hù)頂板，防止片幫、掉頂。

4.1.7 工作面回采至排水巷B段前10米時(shí)開始對(duì)煤壁打探眼探查老硐內(nèi)瓦斯和水情況，出現(xiàn)異常立即采取措施處理。

4.2 揭露老硐時(shí)及通過老硐后

4.2.1 當(dāng)揭露出排水巷后，及時(shí)檢查老硐內(nèi)瓦斯、頂板支護(hù)和水情況，如有異常及時(shí)采取措施處理。

4.2.2 當(dāng)揭露出排水巷后，及時(shí)帶壓拉超前架，利用支架前梁托住排水巷內(nèi)走向木梁，及時(shí)對(duì)單體支柱補(bǔ)液，并回收U型棚。

4.2.3 當(dāng)揭露出排水巷后，調(diào)整機(jī)頭機(jī)尾回采比，采取甩機(jī)尾方式快速通過老硐。

4.2.4 過老硐，回采過程中煤機(jī)速度≯2m/min。

4.2.5 回采時(shí)要控制采高，保證支架頂梁能托住走向木梁向前推進(jìn)。

4.2.6 過排水巷時(shí)，工作面運(yùn)輸機(jī)及支架從排水巷A段內(nèi)木垛上通過，為防止支架出現(xiàn)登空現(xiàn)象，液壓支架底座下方下底梁。底梁采用長(zhǎng)≮2000mm，厚≮200mm的半圓木，走向布置，每架均勻布置2棵木料。

4.2.7 當(dāng)煤壁出現(xiàn)片幫、掉頂現(xiàn)象時(shí)要提前進(jìn)行超前支護(hù)。超前支護(hù)利用厚150mm，長(zhǎng)2000mm的半圓木做梁，DW31.5單體支柱做腿架設(shè)走向棚，一架均勻使兩棵木料，梁頭一端搭在支架主梁上方200mm處，一端伸進(jìn)梁窩并打好貼幫柱。如果煤壁松軟或頂板破碎不允許使走向棚時(shí)，先用厚度為150mm，長(zhǎng)度為1600mm半圓木配合單體支柱使傾向棚，待進(jìn)夠?qū)捄?，再使走向棚?/p>

4.2.8 通過老硐后，正常推進(jìn)，但必須加強(qiáng)位于老硐下方工作面頂板管理，回采過后必須及時(shí)拉超前架，并帶壓移架。

5 結(jié)語

工作面過老硐是煤礦開采中經(jīng)常遇到的情況，若采取的過老硐方法不合理，易發(fā)生頂板、瓦斯、水等災(zāi)害，嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)。Ⅱ1022排水巷貫穿工作面，通過對(duì)Ⅱ1022排水巷巷道巖性分析、支護(hù)形式計(jì)算選擇、合理的施工方法，確保工作面順利通過此排水巷，為過老硐提供了合理的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒義成.綜采工作面過老硐、斷層揭發(fā)實(shí)踐與探討[J].煤炭科技，2011，03：31-32.