复杂条件下综采工作面过老巷技术研究

文/王新华

复杂条件下综采工作面过老巷技术研究

文/王新华

山东能源肥矿集团白庄煤矿3710综采工作面地质条件复杂，断层较多，巷道掘进时为探明该工作面详细地质情况，施工多条探巷，由此确保3700采区边角煤资源的安全合理回收。3710综采工作面沿煤层顶板推进到III号联络巷时，该联络巷为老巷，受断层影响，与煤岩层的空间位置分三段，即岩顶全煤段、破顶半煤岩段和全岩段，层位关系较为复杂，一段在煤层中，大部分在工作面（煤层）上方，对工作面回采造成困难。为此，白庄煤矿对III号联络巷的层位关系、超前支护、工作面调整伪斜、顶板控制等技术进行进一步分析和研究，提出针对性措施并通过现场实践，确保3710综采工作面安全通过老巷，实现了安全回采。

一、工作面概述

工作面采用综合机械化采煤方式，采用单一走向长壁后退式采煤法，一次采全高，垮落法管理顶板。采煤机机械落煤，采煤机与循环刮板输送机联合装煤，刮板运输机、皮带运输机联合运煤，四柱支撑掩护式液压支架支护顶板。

III号联络巷巷道断面形状为矩形，高度2.2m，宽度2.4m，支护方式为锚网带索，长度42m。

二、综采工作面过老巷技术分析

1.断层对工作面推进影响分析

3710综采工作面内有两条正断层，将工作面煤层连续抬高3m，造成工作面推采岩石量大，顺、抬溜子困难。同时受断层影响，断层附近煤岩层破碎，面前控制困难，易造成顶板冒漏。

2.老巷对工作面推进影响分析

III号联络巷掘进时一段在煤层中施工，大部分在煤层顶板中（全岩）施工。随工作面正常推采，工作面与老巷层位关系一段在煤层中，大部分在工作面（煤层）上方，给工作面推采带来困难。同时，受掘进及采动压力影响，老巷周围煤岩层破碎，影响了工作面的回采安全。

3.过老巷技术措施

当工作面推采到III号联络巷时，工作面受断层和老巷共同影响，层位控制及面前顶板控制极其困难。为确保工作面过老巷期间的推采速度和安全，白庄煤矿通过综合分析综采工作面与老巷层位关系、地质情况，并结合现场实际，采取了超前支护老巷、工作面与老巷层位控制、调整伪斜技术、工作面顶板超前控制等过老巷技术措施。

三、过老巷技术措施现场应用

1.过老巷技术措施

（1）超前支护老巷

工作面推采至距III号联络巷50m前，必须完成老巷超前支护。其主要目的是为了对采动压力加强的情况下老巷的变形破坏进行有效地控制，以在容许的范围之内控制巷道的变形量，进而保障回采过程中工作面和老巷的直接对接，防止出现巷道的冒顶和较大的高低差。

超前支护方式：施工煤矸垛配合工字钢增强巷道支护整体性，煤矸垛靠巷道面后侧施工，巷道面前侧采用一路金属铰接顶梁配合单体支柱支护顶板。煤矸垛要求底长×底宽＝3.5m×1.6m，垛与垛间距1m，高度严密接顶，垛顶垂直煤壁架设工字钢，每个垛架设2根工字钢。工字钢一端搭接在矸石垛上，一端搭接在金属铰接顶梁上。施工时任意两个相邻的纺织袋之间严禁留有空隙；施工完后必须确保顶层与顶板紧密接顶，顶板不平整、接顶不实时使用道木、木楔等物料背顶，确保支护效果；金属顶梁及单体支柱支设要求：平行巷道支设，一梁一柱垫鞋支设正规，距煤壁0.3m，巷道压力大、顶板破碎处加密支柱。

（2）老巷透前采取措施

工作面通过此联络巷需严格沿着顶板进行回采，并根据现场具体情况，适当降低采高，采高控制在2.5m～3.0m。推采期间，严格控制支架高度，支架立柱活柱行程量不得小于200mm，以防顶板压力过大时立柱胀缸。通过联络巷前，及时拉移超前支架控制面前顶板。当片帮导致端面距超规定时，垂直于工作面在支架前梁之上撺入板梁或工字钢（顶板破碎、压力大时使用工字钢），其板梁或工字钢后端撺入支架前梁距离不得小于500mm。并根据现场情况，在面前支设好单体液压支柱，不得妨碍采煤机过机。

老巷透前10m，拉移支架时，每次只准拉移一组支架，严禁两组支架同时降架。移架时，严格执行“带压擦顶移架”规定，如架间距超规定时，应在相邻两组支架间，插入道木或板棚背顶，防止架间漏矸，拉移支架时，架前严禁人员行走或停留。

（3）老巷透后采取措施

透开III号联络巷后，巷道内所施工的矸石垛由采煤机放慢牵引速度进行截割，待矸石垛松动后，应停止采煤机运行并闭锁刮板运输机，由施工人员将编织袋内煤矸倒入刮板运输机，并将编织袋、道木等物料进行回收。

过联络巷期间，外露的锚杆、锚索、钢带等进入机道或缠绕在机组滚筒上时，必须及时将采煤机迁离并停机、闭锁刮板运输机，施工人员将物料拾出。巷道透开时，严禁人员逗留或通行，并派专人站岗。

2.工作面与老巷层位控制

层位控制是过老巷的关键。在工作面推采至距III号联络巷30m时，根据地测部门提供的巷道、工作面标高及相关图纸资料，提前判断巷道与工作面的高差，结合循环进度，计算出每个循环刮板输送机需要抬起的高度，然后根据计算数据控制好循环作业时采煤机滚筒的高度、抬好刮板输送机，并顺平顶底板，在工作面推至老巷前基本将二者的层位控制在一个水平。

3.调整伪斜技术

距III号联络巷约30m的时候，随工作面推采调整工作面的伪斜（调整机尾生产），使工作面和老巷的夹角增大，工作面形成斜交过老巷，利于面前顶板的控制，同时有效地避开老巷的集中应力。为加强工作面顶板控制，采用尾7头3的循环方式进行推采，即：每个循环机尾按0.7m、机头按0.3m的循环进度推采，调采时，需要保证工作面直线性及循环机头与顺槽固定输送机的正常搭接。同时，每个循环都要调整支架垂直工作面煤壁及支架间距，防止造成挤架、歪架。

4.工作面顶板超前控制

煤壁和顶板控制是III号联络巷和工作面采通之前能否顺利通过老巷的另一个关键因素。受采动、断层及矿压影响，老巷围岩及煤体松散易冒。因此，要在距离III号联络巷10m时，实施“超前控制、加速推进”的技术，对面前煤体的片帮实施人为控制，以使周期来压破坏减轻。

四、结语

通过在老巷内采取超前加强支护、调整工作面与老巷的角度、层位控制、加强矿压观测等一系列技术管理措施，加快了过老巷的推进速度，杜绝了顶板冒落等各类安全事故的发生，取得了良好的生产效益。总之，借助科学、全面和系统的回采技术，能够确保工作面经济、顺利、安全地通过老巷，对于矿井边角煤和护巷煤柱等复杂条件下的煤炭资源回收提供了一定的借鉴经验。

（作者单位：山东能源肥矿集团白庄煤矿）

(责任编辑:周琼)