综放工作面过空巷技术实践研究

贺海峰

(1.太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024;2.大同煤矿集团云冈矿，山西 大同 037017)

大同煤矿集团云冈矿12#层406盘区8623工作面，属低位放顶煤开采，煤层开采厚度在5.2～7.5 m，平均厚度6.4 m;工作面走向长度为1 060.3 m，倾斜长度147 m，面积155 864.4 m2.煤层倾角 1°～5°.煤层直接顶为6.33 m的粉细砂岩互层，老顶为26.54 m的中细粒砂岩，直接底为5.36 m的粉细砂岩互层。

该工作面采用5巷布置方式，工作面回风巷5623和运输巷2623沿煤层底板布置，2条工艺巷和顶回风巷沿煤层顶板布置。2623巷为机轨合一巷，掘宽5.5 m，掘高3.5 m;5623巷为回风运料巷，掘宽4.5 m，掘高 3.7 m;2623－1巷为工艺巷，掘宽 3.6 m，掘高2.6 m;2623－2巷为工艺巷，掘宽3.6 m，掘高2.6 m，5623－1巷为顶回风巷，掘宽3.6 m，掘高2 m.工作面配置ZF10000/25/38支撑掩护式液压支架80架;ZFG10000/25/38H过渡支架7架，ZTZ20000/25/35端头支架1组。

8623工作面开采过程中会遇到5条小窑空巷(见图1).其中沿倾向存在2条空巷(空巷1与空巷2)，工作面上方存在1条空巷(空巷5)，沿走向存在2条空巷(空巷3与空巷4).空巷1距切巷637 m，空巷2距切巷560 m，空巷5位于工作面上方切距切巷约585 m.3条空巷对工作面的影响范围为1#～30#支架位置。工作面推进到该空巷时，可能会出现机道顶板跨落等事故，对工作面安全高效生产造成影响，因此，研究过上覆空巷的相关技术，对工作面的安全高效生产至关重要。

图1 8623工作面空巷位置示意图

1 过空巷支护方案

1)空巷2与2623巷交叉点1前后10 m范围内需打锚索梁、铺网以及支设单体柱补强支护。如遇顶板超高段，则需用圆木或道木做假顶补强支护。原支护为锚杆钢带支护，锚杆的间排距为0.9 m×1.0 m，双排锚索，排距为3.0 m.补强支护锚索梁选5.0 m三眼梁，锚索直径17.8 mm，长8 000 mm，锚索梁间距不超过1.6 m，中间锚索垂直顶板，两边锚索距两帮0.5 m，与煤壁成30°布置。顺巷布置3排8～10 m道轨，下方支设单体柱，柱间距为0.8 m.如开采过程中，交叉点附近顶板破碎严重，则需采取加密锚索梁、单体柱以及打木垛等方法进行再次补强支护，支护方案见图2.

图2 2623巷交叉点1补强支护设计示意图

2)空巷5与2623巷交叉点2前后20 m范围内需打锚索梁、铺网、单体柱及木垛补强支护。锚索梁选5.0 m 三眼梁，锚索直径17.8 mm，长8 000 mm，锚索梁间距不超过1.6 m，中间锚索垂直顶板，两边锚索距两帮0.5 m，与顶板成30°.空巷5内部与2623巷、空巷3以及空巷4交叉点位置打木垛进行补强支护，且下方20 m补强支护范围须顺巷布置3排8～10 m长道轨，下方支设单体柱，柱间距为0.8 m.如开采过程中，交叉点附近顶板破碎严重，则需采取加密锚索梁、单体柱以及打木垛等方法进行再次补强支护，支护方案见图3.

图3 2623巷交叉点2补强支护设计示意图

3)小窑空巷(图1中空巷1)补强支护方案。

空巷1原支护为锚杆支护，锚杆的间排距为0.9 m×1.0 m.补强支护为单点锚索加托板，双排锚索，锚索间排距取 1.6 m，锚索直径 17.8 mm，长8 000 mm.

4)2623－1巷口(图1中空巷2)补强支护方案。

空巷2原支护为锚杆支护，锚杆的间排距为0.9 m×1.0 m，托板垂直巷道布置，采用锚索加圆木柱联合补强支护。锚索打3排，边锚索距巷道两帮为0.5 m，与煤壁成 60°布置，锚索间距 1.8 m，排距 1.6 m，锚索直径17.8 mm，长8 000 mm，托板型号选350 mm×350 mm.木柱打5排，边木柱距两帮为0.4 m，柱距取0.8 m，排距为0.9 m，另外还需在打锚索排，与锚索交叉打2根圆木柱，木柱间距1.8 m.木柱选长为3.0 m的圆木，所有木柱须戴帽，支护方案见图4.

图4 2623－1(空巷2)补强支护设计示意图

5)2623－1巷(图1中空巷3、空巷4)补强支护方案。

空巷3与空巷4原支护为锚杆支护，锚杆的间排距为0.9 m×1.0 m，补强支护选用双排锚索。巷道打两排角锚索，排距为1.6 m.锚索直径17.8 mm，长8 000 mm，支护方案见图5.

图5 2623－1(空巷3、4)补强支护设计示意图

6)小窑空巷(图1中空巷5)补强支护方案。

空巷5原支护为锚杆支护，锚杆的间排距为0.9 m×1.0 m.补强支护采用锚索梁与金属网联合支护。梁选长为3.0的双眼梁，眼距为2.0 m，锚索梁间距取1.6 m，锚索长为8 000 mm.巷道两帮打角锚索，锚索长8 000 mm，间距1.6 m，与煤壁成30°布置。工作面通过此空巷时，需降低采高，加快推进速度，支护方案见图6.

7)2623－1巷(图1中AB段)补强支护方案。

2623－1巷内AB段为该巷道沿12#层煤顶板掘进转为沿底板掘进变化段。该范围需采用圆木带柱帽即对柱方式进行支护。该巷道宽度3.6 m，高度2.6 m.1排2对木柱，木柱带道木柱帽，2对木柱间距1.5 m，排距0.8 m，支护方案见图7.

图6 小窑空巷(空巷5)补强支护设计示意图

图7 2623－1巷AB段补强支护设计示意图

8)其它补充技术注意事项。

a)过空巷过程中在工艺上需根据实际情况采取以下措施:(1)工作面对头部进行调斜。(2)加快推进速度。(3)保证支架初撑力合格，工作面端面距缩到最小。(4)保证采高不低于3.5 m.

b)各空巷内的补强支护各点若与已有支护重合时，须就近选取位置进行补强支护，严禁用原有支护代替补强支护各点。若补强支护后顶板仍破碎严重，则需加密锚索梁与单体柱进行再次补强。

c)各空巷间交叉点位置均需在其附近位置打木垛进行补强支护。其中交叉点1处的木垛位于2623－1巷口，交叉点2处的木垛位于空巷内部即2623巷上方。

d)当工作面推进到上覆拦截巷(空巷5)时，要采取追机移架的方式及时拉前支架，如遇拦截巷割通，则要在支架掩护下在机道顶煤处打眼穿钢针，钢针使用11#矿工钢(长度不小于2.5 m)，每架一组，一头搭在支架前梁上(要求其与支架搭接段不小于0.5 m)，另一头穿入煤墙内，之后，及时在顶梁上架设半圆木垛，要求与空巷顶板接触严密，稳平、稳牢、稳实。然后将支架升紧，达到初撑力。割通一段，维护一段，逐段进行，直到支架前梁完全钻入实体煤壁，以确保安全有序的作业。

2 结论

由现场实践可知，采用以上维护方案后，8623工作面通过上覆空巷期间，工作面顶板在空巷附近虽有部分垮落，但基本可以控制，较好地控制了工作面超前范围内顶板的变形破坏，基本达到了对各空巷及交叉点位置围岩完整性维护的目的;对于上覆空巷与工艺巷交叉点的维护及采取的相关措施基本控制了该区域围岩破坏程度的增加，有效地防止了破碎区域的进一步扩大;工作面开采期间采取调斜、保证采高以及保证初撑力等措施后，不仅保证了工作面的快速推进，而且为现场工作面人员提供了较为安全的工作环境。

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