郭 軍

（山西晉煤控股煤業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)治仙泉煤業(yè)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 概況

長(zhǎng)治仙泉煤業(yè)15106 綜采工作面位于15#煤層一采區(qū)，其東側(cè)為原1502 工作面（未回采），西側(cè)為膠帶大巷，南側(cè)為主暗斜井保護(hù)煤柱，北側(cè)為15101工作面（已回采完成）。工作面標(biāo)高776～793 m，地面標(biāo)高1063～1161 m，蓋山厚度270～385 m。15106 綜采工作面走向長(zhǎng)度為337 m，傾向長(zhǎng)度為170 m，平均采高4.88 m，采用傾向長(zhǎng)壁一次采全高全部垮落綜合機(jī)械化采煤。工作面采用一進(jìn)一回U 型通風(fēng)，15106 運(yùn)輸順槽為進(jìn)風(fēng)巷，15106 回風(fēng)順槽及15106 回風(fēng)通道為回風(fēng)巷。工作面巷道布置圖如圖1，煤層頂?shù)装鍘r性見表1。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r

圖1 15106 綜采工作面巷道布置圖

2 工作面無(wú)煤柱回撤方案

2.1 巷道布置

為完善15106 綜采工作面在開采保安煤柱時(shí)的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)，需在15106 回風(fēng)通道9.6 m 處（中對(duì)中）人工用風(fēng)鎬支挖一條進(jìn)風(fēng)巷，巷道掘進(jìn)斷面寬3.9 m，高3.8 m，長(zhǎng)度約15 m，采用全錨索支護(hù)。由于在回采過(guò)程中巷道頂板壓力逐漸增大，巷道煤柱側(cè)的斜橫川采用打設(shè)密集木垛的方式進(jìn)行支護(hù)[1-5]，分擔(dān)巷道壓力，如圖2。

圖2 15106 綜采工作面無(wú)煤柱開采巷道布置圖

2.2 補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

工作面回采結(jié)束后，15106 工作面回風(fēng)通道作為工作面撤架通道使用，兩側(cè)強(qiáng)烈采動(dòng)應(yīng)力作用導(dǎo)致該巷道頂板壓力增大。同時(shí)，新掘進(jìn)風(fēng)巷與斜橫穿之間形成的三角煤柱，受到共工作面強(qiáng)烈采動(dòng)應(yīng)力作用，頂板維護(hù)困難，必須加強(qiáng)支護(hù)。

（1）15106 工作面回風(fēng)通道頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。采用錨索補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)錨索采用“二〇二”布置，間距2000 mm，排距2400 mm；每隔兩排錨桿打設(shè)一排補(bǔ)強(qiáng)錨索，與原巷道頂板錨索交錯(cuò)布置，形成“二二”布置形式；錨索型號(hào)為SKP22-1/1720-6300，垂直頂板施工。

（2）端頭三角區(qū)。15106 運(yùn)輸順槽0～10 m 段及15106 工作面回風(fēng)通道與15106 運(yùn)輸順槽之間斜橫川的頂板，在巷道原支護(hù)的基礎(chǔ)上對(duì)巷道回采側(cè)頂板打設(shè)一排鎖口錨索。錨索型號(hào)為SKP22-1/1720-6300，排距為1400 mm，錨索距回采側(cè)幫部300 mm，均與巷道頂板垂直。

2.3 沿空留巷

當(dāng)綜采工作面推進(jìn)到317 m 時(shí)，在1#支架后和2#支架左側(cè)打設(shè)一排密集木點(diǎn)柱，木點(diǎn)柱要挖300 mm 的柱窩，并和頂板錨索聯(lián)鎖，相鄰點(diǎn)柱之間采用鈀釘和8#鐵絲在點(diǎn)柱1 m 處和3 m 處進(jìn)行聯(lián)鎖。在木點(diǎn)柱內(nèi)側(cè)用磚砌擋風(fēng)墻（木點(diǎn)柱距擋風(fēng)墻300 mm），形成進(jìn)風(fēng)巷，木點(diǎn)柱與擋風(fēng)墻要緊跟工作面支架，嚴(yán)禁滯后造成漏風(fēng)。撤出1#支架、轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)，逐漸調(diào)整工作面角度（機(jī)尾推進(jìn)速度要比機(jī)頭推進(jìn)速度快），如圖3。

圖3 15106 工作面沿空留巷示意圖

2.4 超前支護(hù)

工作面末采階段，需撤出兩側(cè)順槽的超前支架，采用單體柱架棚支護(hù)，具體支護(hù)如下：

（1）15106 運(yùn)輸順槽采用DW45-350/110X 型單體液壓柱配合3000 mm 長(zhǎng)π 型鋼梁進(jìn)行支護(hù)，π 型鋼梁與巷道平行布置，每根梁采用3 根單體柱支撐，π 型鋼梁正中一根，距頂梁兩端300 mm各一根。巷道內(nèi)共支護(hù)3 列單體柱，工作面?zhèn)葞筒坎贾靡涣?，距?00 mm，行人側(cè)布置兩列，第一列距幫300 mm，第二列距幫1100 mm，支護(hù)總長(zhǎng)度不低于20 m（不少于20 排）。在回采過(guò)程中，15106 進(jìn)風(fēng)巷和15106 斜橫川之間的三角煤柱頂板壓力逐漸增大。為了防止煤柱片幫，需提前在煤柱周圍打設(shè)一圈密集木點(diǎn)柱，木點(diǎn)柱挖300 mm 的柱窩，相鄰點(diǎn)柱之間采用鈀釘和8#鐵絲在點(diǎn)柱1 m 處和3 m 處進(jìn)行聯(lián)鎖。

（2）15106 回風(fēng)順槽超前支護(hù)距離不得小于20 m，超前支護(hù)方式采用單體柱配合1200 mm 雙楔鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)，鉸接頂梁與巷道平行布置，每根梁正中采用一根單體柱支撐，共支護(hù)3 列單體柱，超前支護(hù)單體柱排距為1200 mm，列距1850 mm，幫部?jī)闪芯鄮?00 mm。

2.5 通風(fēng)方式

工作面采用“一進(jìn)一回”U 型通風(fēng)方式，即利用15106 運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)巷作為進(jìn)風(fēng)巷，修建擋風(fēng)墻將風(fēng)流引到工作面，15106 回風(fēng)順槽和15106 回風(fēng)通道為回風(fēng)巷，如圖4。在15106 斜橫川兩端各施工一個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)墻，并在15106 進(jìn)風(fēng)巷口（靠近15106 回風(fēng)通道端）施工一個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)墻，調(diào)節(jié)風(fēng)墻下部預(yù)留一個(gè)地溝溜口，以保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。15106 工作面回采至15106 進(jìn)風(fēng)巷口處時(shí)，由于擋風(fēng)墻和進(jìn)風(fēng)巷之間進(jìn)風(fēng)斷面變小，需對(duì)工作面風(fēng)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，工作面風(fēng)量不足，通過(guò)局部通風(fēng)機(jī)對(duì)工作面進(jìn)行供風(fēng)。

圖4 15106 工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖

工作面尾部貫通后采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)對(duì)工作面進(jìn)行供風(fēng)。提前在膠帶大巷安裝局部通風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒經(jīng)15106 運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)巷接至工作面，待工作面機(jī)尾與15106 回風(fēng)通道貫通后，開啟局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)，如圖5。

圖5 15106 工作面貫通后通風(fēng)系統(tǒng)圖

2.6 運(yùn)輸系統(tǒng)

工作面推進(jìn)到317 m 時(shí)，拆除15106 運(yùn)輸順槽內(nèi)的轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)，在15106 進(jìn)風(fēng)巷和15106 回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)各鋪一部溜子，在15106 回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)施工一個(gè)溜煤眼，形成運(yùn)輸系統(tǒng)：

15106 綜采工作面→工作面刮板輸送機(jī)→15106進(jìn)風(fēng)巷一部溜子→15106 回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷二部溜子→膠帶大巷皮帶→集中膠帶下山皮帶→暗斜井皮帶→主斜井皮帶→地面生產(chǎn)系統(tǒng)。由于15106 運(yùn)輸順槽內(nèi)的破碎機(jī)拆除，需安排專人用大錘對(duì)工作面拉出的大塊煤矸進(jìn)行破碎。

2.7 末采及撤架

工作面推進(jìn)過(guò)程中要逐漸調(diào)斜，機(jī)尾推進(jìn)速度比機(jī)頭推進(jìn)速度快，尾部先貫通，回采過(guò)程中逐漸撤架。

3 效果分析

3.1 效果分析

15106 工作面到進(jìn)風(fēng)巷口至撤架結(jié)束，共計(jì)用時(shí)29 d，相比以往現(xiàn)掘撤架通道縮短近20 d。兩側(cè)順槽、15106 斜橫川及回風(fēng)通道通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)加固以后，巷道圍巖穩(wěn)定，頂板下沉量控制較好，能夠滿足工作面開采和撤架使用要求。同時(shí)，末采留巷段回采期間，通過(guò)擋風(fēng)墻引流和局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，確保了工作面風(fēng)量穩(wěn)定，有效稀釋瓦斯，實(shí)現(xiàn)了工作面末采期間頂板和通風(fēng)安全，為礦井無(wú)煤柱回撤時(shí)臨空側(cè)支護(hù)和采空區(qū)封閉提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)優(yōu)化15106 綜采工作面末采巷道布置、通風(fēng)系統(tǒng)等，增加可采儲(chǔ)量2.4 萬(wàn)t，按照噸煤平均售價(jià)335 元/t 計(jì)算，可增加煤炭收入804 萬(wàn)元；同時(shí)，利用15106 回風(fēng)通道作為撤架通道，減少了施工撤架通道的費(fèi)用，加快工作面末采進(jìn)度，降低末采成本，提高了巷道利用率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合仙泉煤業(yè)15106 工作面采礦技術(shù)條件，通過(guò)優(yōu)化末采巷道布置和通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)末采階段無(wú)煤柱回撤，提升了礦井資源回收率；通過(guò)頂板錨索補(bǔ)強(qiáng)和架棚支護(hù)維護(hù)巷道頂板，保證了工作面末采和撤架期間的頂板安全，加快了末采進(jìn)度，提高了巷道利用率，為礦井無(wú)煤柱開采提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。