煤矿采空区下巷道布置研究与应用

姚庆禄

（山西蒲县华胜煤业有限公司，山西 临汾 041206）

引言

煤矿整合矿井中有很多上覆壁式采空区距回采煤层间距近（＜4 m）的情况，这样就给回采巷道、风桥与准备巷道和开拓巷道的联系造成极大影响。如果采用跨越式会与采空区贯通，造成瓦斯积聚和采空区积水，威胁矿井安全生产，通风系统会漏风严重，防止漏风的工程量极大，投资相应增加，严重的甚至无法形成通风系统。因此巷道选择合理的布置方法对于工作面回采起着至关重要的作用，以下就以经过实践的实例来研究、探讨巷道布置方法，为解决此难题提供科学、合理的方法。

表1 可采煤层特征

1 概况

华胜煤业公司由太原煤气化集团公司将原临汾市蒲县的安泰煤矿、洼里煤矿和东胜煤矿3座矿井整合而成。矿井地质条件简单，属瓦斯矿井。井田面积为8.961 1 km2，批准开采2~11号煤层，矿井规模为90万t／年，设计服务年限24.6年。

山西蒲县华胜煤业有限公司为资源整合矿井，原各小矿已基本采空2号煤，矿井整合后首采煤层为3号煤。可采煤层及顶底板情况如下（详见表1）：

2号煤层：位于山西组中上部，煤层厚度1.03～2.14 m，平均1.75 m，含0～1层夹矸，煤层顶底板为泥岩、粉砂岩。属稳定全区可采煤层，已基本采完。

3号煤层：位于山西组下部，上距2号煤层3.5~12.06 m，平均7.5 m，煤层厚度0.69~2.34 m，平均1.54 m，含0~2层夹矸，属大部可采的较稳定煤层。煤层顶底板多为泥岩，局部已开采。

9号煤层：位于太原组下段顶部，上距3号煤层75.33~87.58 m，平均82.19 m，煤层厚度0~1.40 m，平均0.62 m，顶板为泥岩、碳岩，底板多为泥岩，含0~1层夹石，属局部可采的不稳定煤层，尚未开采。

10号煤层：位于太原组下段上部，上距9号煤层1.80~10.00 m，平均3.05 m，煤层厚度0~1.82 m，平均0.80 m，顶板多为泥岩，底板为泥岩、粉砂质泥岩，含0~2层夹石。大部可采的较稳定煤层，尚未开采。

11号煤层：位于太原组下段中部，上距10号煤层8.82~10.70 m，平均9.76 m，煤层顶板以泥岩为主，底板多为泥岩、铝质泥岩。煤层厚度1.04~3.14 m，平均2.56 m，该煤层含0~2层夹石，属稳定可采煤层，尚未开采。

矿井绝对涌出量为1.06 m3/min，相对涌出量为0.62 m3/t，CO绝对涌出量为2.13 m3/min，相对涌出量

2为1.24 m3/t。3号煤吸氧量为0.67 cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅱ级，属自燃煤层。矿井正常涌水量为90 m3/h，最大涌出量为180 m3/h。

3条开拓大巷约在掘进至2 000 m处时进入原安泰煤矿2号煤层2109、2111壁式面大采空，层间距只有3.5 m，长度约300 m，影响3个回采工作面(3205、3206、3207)，共计4条巷道（3205运输巷、3206运输巷、3206回风巷、3207回风巷），另外2号煤层壁式采空区内有大面积老空水，积水量约40万m3。如果回采巷道与大采空区贯通，老空水将会将整个水平巷道淹没，造成不可估量的损失，严重威胁矿井安全。

针对这种情况，巷道布置显得极其重要，既要考虑矿井安全，又要兼顾掘进速度以保证采掘衔接，具体分析及布置见下文。

2 巷道布置方案

为了保证3205运输巷、3206运输巷、3206回风巷、3207回风巷等4条巷道不进入2号煤层的大采面区域，考虑将此段巷道布置情况进行如下调整：

1）考虑到回风顺槽需要有风桥的原因，拟定3206回风巷和3206运输巷互调换位置，即3206回风巷变更为3206运输巷。

2）改原来的设回采工作面煤仓为直接贯通连接。3205运输巷和3206运输巷均从辅运大巷顶部跨过直接与胶带大巷贯通，顺槽皮带与胶带大巷皮带搭接，形成运煤系统。

3）3206回风巷和3207回风巷，回风绕道需采用卧底的方法，经辅运大巷和胶带大巷与回风大巷贯通，形成回风系统。

4）为了确保施工要求，辅运大巷需要距离2号煤层采空区9 m以上，胶带大巷需要距离2号煤层采空区3 m以上，顺槽巷道调整如下：3205运输顺槽在辅运大巷开口掘进一条措施巷，当措施巷掘进至3205运输巷位置时，3205运输巷布置在辅运大巷上部（层间距保证3 m以上）并与胶带大巷贯通。3206运输顺槽开口时，使用3205运输措施巷继续向前掘进，并将3205运输巷与3205措施巷上下口打设密闭，直至掘进到3206运输巷位置，3206运输巷同样布置在辅运大巷上部（层间距保证3 m以上）并与胶带大巷直接贯通。3206回风巷在辅运大巷开口掘进一条措施巷，当措施巷掘进至3206回风巷位置时，巷道布置在辅运大巷上部并与胶带大巷贯通解决运输；当3206回风巷掘进到位后，在3206措施巷前，再掘进一条回风绕道，该巷布置在辅运大巷、胶带大巷下部，再上坡掘进与回风大巷贯通，形成通风系统后，将3206回风巷倒打段上下口打设密闭，3206措施巷安设两道风门。3207回风巷开口利用3206回风措施巷继续掘进，并将3206回风巷与措施巷上下口打设密闭，当措施巷掘进至3207回风巷时，3207布置在辅运巷上部，并与胶带大巷贯通。当3207回风巷掘进到位后，将3207回风巷倒打上下口打设密闭，利用3206回风绕道形成通风系统。回风绕道两个出口通过设置防水墙及增设排水系统已防止积水影响通风。

经过方案论证后，该方案在具体施工中得到了应用。未发生透水、巷道变形等现象，起到了很好的效果，具体见图1。

图1 过安泰大采空巷剖面示意图

3 结语

通过合理布置开拓巷道和回采巷道，使该区域处层间距近，无法正常布置回采巷道和风桥的难题得到了有效解决，为保证矿井采掘衔接正常接替及安全生产提供了很好的技术保障，同时也为煤矿采空区下巷道布置优化系统、加快掘进速度、安全支护巷道提供了丰富的经验。