综放工作面过联络巷的技术研究

文/张学生 孙长军

目前，煤矿开采技术发展非常迅速，动压条件下回撤通道技术已研究成功并成熟应用。该技术在条件许可的前提下，将回撤通道预先掘出，或者实现一巷两用，将现成的巷道直接用做设备回撤通道，会使设备回撤速度更快，施工组织更简便。

针对山东济宁矿业集团运河煤矿6301工作面的现场地质条件，对6301运输联络巷进行支护方式的技术研究。

一、工作面概况

6301综放工作面是运河煤矿-725水平六采区第二个工作面，其南邻6302综放工作面采空区，工作面北西邻BF7断层，东到工业广场保护煤柱和村庄保护煤柱，属于一侧采空的综放工作面，工作面采用倾向长壁采煤法。回采后期，为最大限度地回收煤炭资源，停采线设置在6301运输联络巷上方。

皮带运输巷联络巷概况：6301运输联络巷是为了便于运输、拆装设备，运输联络巷与6301工作面主联络巷布置在煤层底板中，6301运输联络巷在工作面下，以水平掘进进入煤层中。拱形巷道，采用锚网喷支护，规格为净宽×净高=3.6×3.0m，巷道断面积：9.4m2，支护参数为:锚杆规格为 φ18×1800mm，排距 × 间 距=800×800mm， 喷 厚150mm；每根锚杆用ф23mm的中速Z2350树脂药卷2卷，药卷长度总共为1.0m。巷道中部布置2排锚索，锚索长度7.5m，锚索的张拉力为10t，间距2.0m。顶板有约4m厚的夹矸，倾角约4°，其上为煤。夹矸为粉砂岩，f=2～4。

二、联络巷支护

1.支护材料选择

（1）工作面推过运输联络巷时，将沿煤层底板以一定角度α推过联络巷（见图1）。

暴露在运输联络巷中的一段支架必须在下方以倾角α充填实，而且材料必须不可压缩，防止支架下陷，同时也可以减缓工作面倾角，最大限度减少对机电设备和顶板的影响。基于此考虑，选用岩巷掘进生产出的矸石进行充填，这样既可以减少地面矸石污染，也可以节省运输路线。

（2）在运输联络巷顶板上方回采的工作面地段，随着后期回采，巷道完全变形，支护材料不可回收，同时支护材料必须有很大的抗压性，另外也不允许有很大的压缩空间，否则造成工作面底板不

首先支柱支护因为有压力上限，支撑点有限，不利于顶板的整体稳定而被舍弃了。另外一个就是面支护。具体到材料问题就是矸石充填和木垛支护。矸石充填有利于巷道的稳定，但是工程量较大，而且通风不畅，不利于施工。最后确定此段为木垛支护。

2.支护方式

通过地质资料得知，运输联络巷上方存在4m厚的夹矸，矸石较厚，且近似水平，又有锚索加固，使其形成了较稳定的组合梁结构，这种结构如果完整，可以承受短期内工作面采动及推过时的压力。因此，在选择支护方式的时候，主要考虑夹矸的完整性，据此将联络巷分为三个区域：

（1）根据通过联络巷时，工作面底板（即联络巷顶板）矿压显现程度将联络巷分为三个区域：a联络巷暴露区域；b夹矸层破坏区域（即工作面底板不稳定区域）；c夹矸完整区域（即工作面底板相对稳定区域）。根据以上不同区域，选择合理的支护方式。

a区域：根据工作面现场测量和地质资料，工作面机头段的倾角即 α=12°～14°，现取平均值 13°，工作面调整区域段长度为L=h/sinaα=3/sina13°=13.3m, 以工作面支架数为单位，即1#～10#支架段，此段联络巷用矸石充填。

b区域：工作面自11#架倾角为 8°～10°，取最小值保证以底板稳定性。

L=4.0/sin8°=28.6， 即 11#～30#支架段。此段联络巷木垛支护必须加强。

c区域：底板相对稳定段，根据拱形巷道矿压显现特点，木垛重点支护帮部。

3.工作面调整

（1）6301工作面调整的重点是1#～30#支架，通过对支架的调整，保证底板的稳定，防止底板下陷。这就要求严格按照工作面通过运输联络巷的预想剖面图对工作面的提卧刀进行调整，以保证工作面1#～10#支架地段倾角严格控制在 13°，11#～30# 支架地段倾角不得小于8°，从而保证31#至机尾地段底板夹矸的完整稳定（见图2）。

（2）为保证底板的稳定，运输联络巷通过时间愈短愈好，因此工作面采取调机头方式，以加快工作面通过运输联络巷的速度。

三、生产管理中应注意的问题

1.运输联络巷矸石充填工作应放在最后，确保通风满足施工需要；运输联络巷的木垛支护必须确保平稳严实，防止出现压力增大时，木垛歪倒或压缩较严重的现象，造成底板下陷。

2.工作面调机头时，由于轨顺、皮顺落差的存在，势必造成工作面下滑，因此必须严格控制好前部运输机的上窜下滑，减少影响推进速度因素的存在。

3.运输联络巷木垛支护应提前进行，避免因回采造成顶板压力增大，使联络巷变形严重，不利于施工安全和质量。

4.因现场施工的环节较多，必须制定严格的考核目标措施确保现场工作的落实。

四、结论

在运输联络巷复杂地质条件下，采取科学的技术手段、进行必要的工作面调整后，可保证工作面安全、顺利、经济地通过空巷。其技术措施是综合性的，工作面支架调整、顶板强化控制、通过工序的优化等是核心技术内容，应进行重点摸索和合理掌握。

通过对运河煤矿6301工作面底板矿压显现程度分析，将运输联络巷分为不同的区域，采取不同的支护方式，当工作面机头段的倾角为 12°～14°时，采用矸石充填；当倾角为 8°～10°时，采用木垛支护且必须加强支护；当底板相对稳定时，采用木垛重点支护帮部。此分段支护的方式符合现场生产需要，保证了工作面快速、安全、经济地通过运输联络巷，提高了单产和工效。

采用分段支护的方式，有效缩短了工期，按照目前运河煤矿每年四个工作面来算，每年可节省工期12～20d，每年为矿多创造经济效益1000万元。