任海鵬

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

近年來隨著綜采機(jī)械化的飛速發(fā)展，大走向大采長高效綜放面過本煤層巷道的問題也表現(xiàn)得較為突出。雖然有的礦區(qū)在綜采面過空巷的過程中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但也有的礦發(fā)生了冒頂，支架壓死，迫使采面不得不搬家的現(xiàn)象。陽煤集團(tuán)一礦在8710工作面進(jìn)行了過空巷的工藝技術(shù)研究，取得了良好的技術(shù)成果和經(jīng)濟(jì)效益

1 工作面及空巷概況

1.1 工作面

8710工作面開采15號煤，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤層總厚度最大8.75 m，最小5.00 m平均煤厚6.58 m。煤層中一般含夾石3～4層，其中上夾石普遍存在，厚度在0.16 m左右，俗稱“八寸石”，中下部的一層夾石不穩(wěn)定，呈凸透鏡狀，俗稱“驢石”，下部局部地段分布有1～2層不穩(wěn)定的夾石。采用綜采放頂煤工藝，采煤機(jī)采高控制在2.8～3 m。8710工作面走向長度1611 m，傾斜長度180 m，煤層厚度6.58 m，煤層傾角5°。

1.2 工作面空巷

平行工作面切巷前470 m處存在原西七采區(qū)西二軌道巷、回風(fēng)巷、煤倉繞道及頂板上層原8705工作面下架巷、八采區(qū)輔助皮帶巷共5條空巷（見圖1），條件極其復(fù)雜，預(yù)計(jì)對生產(chǎn)會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

圖1 8710工作面空巷布置

2 過空巷方法

2.1 開采前加強(qiáng)支護(hù)

西七采區(qū)西二軌道巷、回風(fēng)巷兩條平行空巷采用支設(shè)工字鋼梁、板木構(gòu)頂，同時(shí)打補(bǔ)強(qiáng)錨索，加強(qiáng)巷道支護(hù)；錨索規(guī)格：Ф17.8mm×7200mm，配套3000mm長14#槽鋼作為錨索托板，一根槽鋼打三根錨索；錨索共布置三排；槽鋼順巷布置，且間距為0.9 m。用1000mm×5000mm鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)，垂直巷道布置；網(wǎng)搭接0.1 m，每0.2 m用14#鐵絲聯(lián)一道。

圖2 瑞米支柱布置

瑞米支柱是起源于外國的新型可注式支柱，廣泛應(yīng)用于礦山支護(hù)中，是將兩種無機(jī)材料與水按比例混合攪拌后通過注漿泵注入支護(hù)袋中，形成支護(hù)體。具有較高強(qiáng)度和適當(dāng)變形性，凝結(jié)時(shí)間短，強(qiáng)度增張快等特點(diǎn)。8710回風(fēng)巷超前段使用瑞米支柱，采用直徑600mm支柱兩排平行進(jìn)行支護(hù)；煤倉繞道巷，由于巷道斷面為拱形，在支設(shè)工字鋼梁的基礎(chǔ)上采用直徑800mm瑞米支柱單排中間布置方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)見圖2。瑞米支柱中心距為2 m，在巷道中間布置單排，由于空巷已經(jīng)錨索支護(hù)，且進(jìn)行架棚及單體支護(hù)，在進(jìn)行瑞米支柱時(shí)，要清理到實(shí)底，必須讓瑞米支柱支在實(shí)底上且直接接頂，方便以后工作面回采到此位置時(shí)更好的回撤鋼梁。

2.2 開采時(shí)提前調(diào)整工作面

（1）礦壓理論和生產(chǎn)實(shí)踐證明，回采工作面的推進(jìn)，巷道的受壓影響與巷道本身的方位關(guān)系極大。在相同的條件下垂直于回采工作面前方巷道，采動壓力傳遞給它的只是一個(gè)斷面，受壓小，不易破壞;平行于工作面前方的巷道，傳遞的采動壓力作用于整個(gè)巷道，受壓面大，相對支撐強(qiáng)度降低，容易破壞。一般來說，超前支撐壓力峰值位置深入煤體內(nèi)的距離為10～20 m，影響范圍較遠(yuǎn)。在距空巷30～50 m時(shí)，開始扇形調(diào)整，人為調(diào)整工作面機(jī)頭、尾推進(jìn)度，變工作面為偽斜開采，這樣，避免了一次性通過和大強(qiáng)度破壞造成的推進(jìn)困難、工作量大的現(xiàn)象。

（2）及時(shí)調(diào)整工作面的坡度。工作面整體特別是100架至機(jī)尾沿-3°～-5°坡度適度下挖，使支架在揭露空巷后及時(shí)挑住提前支設(shè)的工字鋼梁。

（3）保證液壓支架的初撐力。首先提高檢修質(zhì)量，對液壓支架進(jìn)行大規(guī)模高質(zhì)量的檢修，不得出現(xiàn)各類支架問題；二是泵站的壓力必須達(dá)到30 MPa以上，為液壓支架提供充足的壓力；三是液壓支架的操作上，支架的初撐力和工作阻力達(dá)標(biāo)，在采煤機(jī)割煤過后，及時(shí)跟進(jìn)進(jìn)行支護(hù)，使支架保持在完好狀態(tài)。最大程度發(fā)揮支架的支撐力，減少空巷壓力的傳遞和頂板狀況惡化。

（4）調(diào)整工作面的推進(jìn)度。根據(jù)空巷條件和壓力情況，盡量做到每日2刀 的進(jìn)度，盡量加速推進(jìn)，減少空巷支撐力的影響，避免頂板的破壞。

（5）避開工作面周期壓力。過空巷時(shí)，使空巷處于本次周期來壓與下次周期來壓步距的中間，避開周期來壓的強(qiáng)大壓力，以免空巷受到摧垮性的沖擊。

3 安全技術(shù)措施

1）在工作面過空巷的過程中，頂板壓力比較集中，加之頂板懸露面積增加，就要做好空巷頂板的提前補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，在施工錨索的基礎(chǔ)上，增加卡柱、落架木和支棚等補(bǔ)強(qiáng)。順便瑞米支護(hù)材料在我礦采空側(cè)進(jìn)行了嘗試，有支護(hù)面積大，能起到支護(hù)和充填作用。再之為防止工作面懸頂面積大，造成頂板破碎變形，和發(fā)生更大的冒頂事故，必要時(shí)控制推進(jìn)進(jìn)度，采取在空巷段多推進(jìn)，工作面調(diào)斜等措施，逐步揭露空巷，杜絕了因揭露面積較大而發(fā)生的冒頂事故。

2）由于空巷存在時(shí)間長，原支護(hù)強(qiáng)度低等原因，存在巷道受力變形，不同程度頂板破碎掉矸等情況。頂板圍巖破碎造成維護(hù)困難，給過空巷的頂板管理帶來不利影響。為提高圍巖整體承載能力，采取了注漿等措施，提前對破碎段進(jìn)行加固。過空巷期間共注射水泥漿80 t，有效地加固圍巖松動圈，使之成為整體，提高了圍巖的整體承載能力，從而控制巷道頂板的垮落。

3）切實(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場管理。由于過空巷期間，現(xiàn)場施工條件復(fù)雜，安全環(huán)境差、生產(chǎn)推進(jìn)不正常，存在頂板、滾幫、機(jī)電等隱患和事故，就需要采取特別措施。首先制定詳細(xì)的過空巷方案，從人員、裝備、技術(shù)、工資政策上傾斜，為隊(duì)組的正常生產(chǎn)提供基礎(chǔ)保障。二是現(xiàn)場管理必須到位，空巷支護(hù)強(qiáng)度必須達(dá)標(biāo)，現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備檢修到位，施工質(zhì)量要過硬，做到礦領(lǐng)導(dǎo)每日重點(diǎn)關(guān)注，解決現(xiàn)場存在的各種問題。

4 經(jīng)濟(jì)效果分析

8710工作面如跳過空巷開采，不僅會增加施工一條180 m的二腰巷，而且將會報(bào)廢200 m的回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷、內(nèi)錯(cuò)尾巷和高抽巷4條巷道。還需要對工作面的綜采設(shè)備進(jìn)行拆除、搬家和二次安裝，造成極大的材料浪費(fèi)。并且會打亂正常的銜接部署，造成一個(gè)回采隊(duì)組無面可采，同時(shí)造成約0.33 Mt煤炭資源的極大浪費(fèi)。通過過空巷技術(shù)工藝的研究探索，上述問題會迎刃而解，不但安全快速通過了空巷帶，多回收煤炭0.33 Mt，還避免了二次搬家，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

綜放工作面過空巷是一項(xiàng)影響安全和生產(chǎn)的難點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，通過制定和運(yùn)用上述綜合措施，實(shí)現(xiàn)了安全快速通過空巷。在過空巷時(shí)，一是提前加強(qiáng)空巷的支護(hù)強(qiáng)度，包括采取錨索、架棚和瑞米支護(hù)等形式，確保工作面的頂板不出現(xiàn)大的冒頂和集中壓力等；二是采取合理的安全技術(shù)措施，如工作面推進(jìn)和割煤的角度、坡度，搞好液壓支架的初撐力管理，避開工作面的周期來壓等；三是在管理上和施工質(zhì)量的把關(guān)上做到萬無一失。本次過空巷的成功，解決了制約生產(chǎn)銜接的困難，為綜放工作面的生產(chǎn)積累了經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，為礦井的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。