王 江

（山西汾西宜興煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 孝義 032300）

引言

受到開采變更時煤炭回采時會遇到空巷，在采動壓力影響下空巷圍巖極易出現(xiàn)失穩(wěn)，給采面生產(chǎn)帶來不利影響[1-2]。如何確保在過空巷期間圍巖穩(wěn)定時采面生產(chǎn)時需要解決的現(xiàn)實問題[3]?，F(xiàn)階段，采面過空巷圍巖控制技術(shù)有架設(shè)木垛、補(bǔ)打錨索、高水充填材料充填、布置密集液壓支柱以及注漿加固圍巖等技術(shù)措施，各個技術(shù)均有其適應(yīng)性[4-7]。因此，以某礦6507 綜采工作面為工程背景，根據(jù)采面實際生產(chǎn)情況提出針對性過空巷技術(shù)，確保了采面生產(chǎn)安全。

1 6507 綜采面概況

6507 綜采工作面位于5 采區(qū)南側(cè)，設(shè)計走向推進(jìn)長度690 m、斜長180 m，為采區(qū)最后一個回采工作面，前期受到地質(zhì)構(gòu)造影響，對采區(qū)開采設(shè)計進(jìn)行了變更，導(dǎo)致采面中存在有一條存在有一條孔巷，孔巷與采面呈56°斜交，在采面內(nèi)延伸長度為65 m，空巷斷面為寬×高=7.0 m×3.5 m，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，具體見圖1 所示。

6507 綜采工作面開采的6 號煤層賦存較為穩(wěn)定，煤層平均3.5 m，傾角5°，采用綜采開采方式，全部垮落法管理頂板。采面開采范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜、發(fā)育有多個落差0.5～1.9 m 斷層，頂板巖層為砂巖、砂質(zhì)泥巖，底板巖層為炭質(zhì)泥巖。

2 采面開采礦壓顯現(xiàn)與支架下沉量分析

圖1 空巷位置示意圖

2.1 礦壓顯現(xiàn)

隨著6507 綜采工作面不斷推進(jìn)，采空區(qū)內(nèi)覆巖頂板周期性破斷，出現(xiàn)周期來壓，若采面過空巷期間采面出現(xiàn)來壓勢必會增加圍巖控制難度。為此，分析采面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，避免揭露空巷時出現(xiàn)大面積來壓對提高采面生產(chǎn)安全性具有顯著的促進(jìn)意義。

在采面回采液壓支架上布置壓力計，對采面上部、中部及下部位置礦壓顯現(xiàn)情況進(jìn)行監(jiān)測，具體獲取到的5 次礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1 所示。

表1 采面礦壓觀測數(shù)據(jù)

空巷在采面內(nèi)主要分布在下部位置，從表1 得出，采面下部位置周期來壓介步距在11.4～17.3 m（均值13.96 m），采面與空巷相距在30 m 時，理論上周期來壓次數(shù)在2～3 次。空巷寬度為4.5 m，為了避免采面在過空巷時來壓可在采面推進(jìn)至空巷4 m 采用等壓、讓壓技術(shù)措施，等采面來壓后可正?；夭赏七M(jìn)過空巷，從而降低周期來壓對采面過空巷影響。

2.2 液壓支架下沉量監(jiān)測

當(dāng)回采工作面與空巷相距30 m 對液壓支架下沉量進(jìn)行監(jiān)測，由于與空巷相距30～14 m 間距時支架下沉量變化值較小，在相距14～4 m 支架下沉量值明顯發(fā)生變化，具體監(jiān)測結(jié)果見下頁圖2。

從下頁圖2 中看出，當(dāng)采面與空巷從14 m 減小至10 m 時，液壓支架立柱行程變化量仍較小，監(jiān)測到立柱行程變化量在-4～21 cm 間，表明采面頂板巖層整體較為穩(wěn)定，頂板活動不頻繁；當(dāng)采面與空巷間距由10 m 減小至6 m，立柱行程變化量在9～63 cm，變化量較大，表明頂板巖層活動頻繁；當(dāng)采面與空巷間距減小至4 m 時空巷空巷行程變化量在-24～6 cm，變化量多為負(fù)值，立柱出現(xiàn)一定程度回縮，表明采面上覆巖層出現(xiàn)周期性破斷，此時應(yīng)強(qiáng)化對頂板巖層控制。

圖2 回采工作面與空巷相距14～4 m 時液壓支架立柱行程監(jiān)測結(jié)果

3 空巷圍巖支護(hù)技術(shù)

3.1 空巷圍巖補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

為了避免采面超前采動壓力影響下造成空巷原有支護(hù)體系失效，頂板垮落問題，在采面與空巷相距在30 m 時即采用錨索、工字鋼以及單體支柱對空巷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。采用規(guī)格21.6 mm×6 300 mm 錨索對頂板巖層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，錨索布置的間距、排距均為2 000 mm；采用工字鋼+單體按照一梁三柱方式組成架棚對空巷頂板進(jìn)行支護(hù)，單體間距分別為600 mm、800 mm，排距均為1 000 mm，在單體下均布置鐵鞋方式下陷到空巷底板內(nèi)。單體間采用鋼絲繩連接，具體空巷補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方式見圖3。

3.2 采面調(diào)斜

采用采面調(diào)斜方式降低采面一次揭露空巷面積，具體采面調(diào)斜角應(yīng)依據(jù)刮板輸送機(jī)調(diào)斜能力判定。采用布置的刮板輸送機(jī)型號為SGB420/30D，最大調(diào)斜角度在6°以內(nèi)。因此，在采面與空巷相距30 m 即開始采面調(diào)斜，最終實現(xiàn)采面機(jī)頭超限機(jī)尾20 m。

4 效果分析及支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)

在空巷內(nèi)布置6 個測點對采面過空巷期間巷道高度進(jìn)行檢查，具體監(jiān)測結(jié)果見圖4。從圖中看出，隨著采面與空巷間距的縮小，空巷巷高總體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，特別是采面與空巷間距在6 m 以內(nèi)時空巷巷高降低率速度較快，但是空巷高度仍在合理范圍內(nèi)，不會給采面正常回采以及空巷圍巖穩(wěn)定性造成顯著不利影響。表明文中提出的錨索補(bǔ)強(qiáng)加固+架棚方式可有效對空巷頂板巖層進(jìn)行控制，確保采面過空巷安全。

5 結(jié)論

圖3 空巷補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)示意圖（單位：mm）

圖4 不同的采面與空巷間距下空巷頂?shù)装甯叨缺O(jiān)測結(jié)果

1）采用現(xiàn)場實測法對6507 綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測，采面下部周期來壓步距在11.4～17.3 m（均值 13.96 m），根據(jù)空巷參數(shù)，應(yīng)在采面與空巷相距4 m 時采用必要措施實現(xiàn)頂板來壓，從而避免采面過空巷期間頂板來壓給采面生產(chǎn)安全帶來不利影響。

2）在采面距空巷高30 m 以上時即完成空巷頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)、工字鋼+單體支柱構(gòu)成的架棚支護(hù)，確保在采動動壓影響時空巷圍巖穩(wěn)定。在采面與空巷相距30 m 時即開采調(diào)斜，最終確保采面與空巷交匯時機(jī)頭超前機(jī)尾20 m。

3）空巷圍巖控制技術(shù)措施在綜采面應(yīng)用后，當(dāng)采面過空巷時空巷圍巖整體穩(wěn)定，未有失穩(wěn)跡象，確保了采面過空巷安全。