综采工作面快速沿空留巷技术的应用研究

王洪斌

（晋城市煤矿生产信息调度监控中心，山西 晋城 048000）

1 工程概况

为提高巷道掘进效率，缓解矿井采掘接替紧张的情况，根据矿井采掘计划，云盖山煤矿决定对22204综采工作面切眼至22204综采工作面停采线长度约1270m的区域内采用切顶卸压巷内复合支护技术进行沿空留巷。沿空留巷段沿1#煤层顶板掘进，顶板较为完整，有条件沿空留巷，但是个别地点抬有顶煤（204YS23测点以东8m～56m范围、204YS14测点以东19m～88m范围），沿空留巷施工时一定的困难，届时矿井将考虑提前提棚放掉顶煤，沿顶板回采，确保巷道全部沿空留巷。

2 复合支护技术施工顺序

22204综采工作面运输顺槽切顶卸压巷内复合支护技术总体施工顺序如下：

（1）对22204运输顺槽进行双向聚能拉伸爆破孔施工[1]；

（2）沿22204工作面推进方向，进行预裂爆破，形成预裂切缝线；

（3）从沿空留巷位置开始，对22204综采工作面1#-5#架沿倾向铺网上绳；

（4）紧跟工作面支架，按设计位置打设"一梁四柱"支护，上帮架设U型钢腿支护，并挂设挡风布防止向采空区漏风。

（5）采用局部通风机通风时，为减少向采空区的漏风量，每隔5m打设一道密闭，逐段封闭。随着22204综采工作面推采，对于施加了封闭措施漏风现象仍然严重的区域，可采取喷浆方式封闭上帮，实现对采空区的二次封闭。

3 沿空留巷施工方法

3.1 超前煤壁预裂爆破

在距沿空留巷巷道上帮100mm位置处（距巷道中心线偏上帮2400mm），沿巷道走向采用DCA-45型超前切缝钻机打设一排切顶眼（偏向巷道上帮，与铅垂线夹角15°），切顶眼直径48mm，深度9000mm（22204综采面直接顶为细粒砂岩，厚度2.26m～7.12m，施工切顶眼深度必须穿过直接顶），间距500mm，22204运输顺槽切顶眼打设示意如图1所示。

图1 22204运输顺槽切顶眼打设示意图

3.2 聚能管预裂爆破

1）在切顶眼内采用聚能管进行预裂爆破，聚能管规格为Ф30×28mm，管长2000mm。炸药选用煤矿许用三级水胶炸药，规格为Ф27×420mm，聚能管内充满炸药，选用毫秒延期电雷管进行引爆，通过MFB-200型发爆器进行正向起爆。

2）将炸药用注药枪注入聚能管槽内，在聚能管一端安设雷管和引线，将引线穿过第二根聚能管，将第一、第二根聚能管连接紧固，然后在第二根管内注药并安设雷管和引线[2]，依次类推，完成所有装药工作，每个孔内安设三根聚能管，每根聚能管内注入三卷炸药。要求每根聚能管内注药均匀不能断开，每根聚能管设置一个雷管。

3）切顶眼间距与装药间距。对预设500mm的切顶眼间距进行单孔爆破试验，通过内窥镜对孔内裂隙进行观测，结果表明，预设间距为500mm的切顶眼难以对顶板形成有效的预裂，故在现场作业中调整顶板切顶眼间距为400mm，为提高切缝效果，增加空孔，采用间隔装药，装药孔间距为800mm，药量确定为小于1 kg/卷。爆破方式示意如图2所示。

图2 爆破方式示意图

4）将聚能管切缝方向调整至与切顶线一致[3]，封泥封孔，控制封泥长度不小于1.5m。

5）考虑到巷道顶板的稳定性及爆破对支护的影响，一次爆破起爆5个炮孔。22204综采工作面运输顺槽超前进行顶板预裂爆破，预裂爆破长度距综采工作面煤壁不得小于100m。

4 沿空留巷支护方式

4.1 超前支护

下端头采用ZTZ10200/21/38端头支架支护顶板，紧贴工作面过渡支架和巷道上帮打设，下超前采用ZCZ16000/23/38超前液压支架支护顶板，为避免端头支架和超前支架挤压顶板锚索，采取在支架上方垫背木的方式进行防护。控制安全出口高度不低于1.8m，超前支护距离不得低于20m。

4.2 沿空留巷后巷加强支护

22204综采工作面顺槽每回采一排，在距巷道上帮600mm、距巷道中心线1900mm位置处架设2棚U型钢腿支护，柱窝深度100mm，搭接长度500-～1000mm，顶部采用 2根等强锚杆固定[4]；U型钢棚打设两道连接板，棚腿扎角控制在80°～82°之间，限位卡缆扭力为200N·m，限位卡缆上紧螺栓之后用防崩扣进行防护，防止崩断伤人。

4.3 沿空留巷临时支护

22204综采工作面后方80m范围内的顺槽每回采一排，在距上帮支护U型钢棚100mm的下帮，采用单体液压支柱配合4m“π”型梁进行支护[5]，单体支柱选用“一梁四柱”式，各支柱间距自上而下分别为1100mm、1300mm、1300mm，控制沿空留巷加强支护距离≧80m，通过后期巷道变形量观测和支护效果，调整巷道加强支护距离。

4.4 成巷稳定区支护

距煤壁80m之后的区域为成巷稳定区，此区域巷道受采动影响较小，巷道围岩稳定，工作面回采期间，顶底板移进量与巷道周边压力变化很小，此时，可将作为临时支护的单体柱撤掉，保留U型钢进行围岩的支护。

5 其它施工技术措施

1）为防止老塘冒落的矸石滚落至留巷空间内，需提前在22204综采工作面1#-5#架前铺网上绳。

2）随着巷道沿空留巷的施工，需在巷道下帮铺设铁水沟槽，在22204运输顺槽低洼处设置临时水仓（布置两台BQS60-100-37/N型水泵，一备一用），通过22204运输顺槽4吋排水管经22204运输顺槽排至-150m水仓。

3）22204运输顺槽沿空留巷施工至22204综采工作面沿空留巷回风联巷处，不再使用局部通风机压入式通风，采用全风压“Y”形通风，利用22204综采工作面沿空留巷回风联巷进行回风。

4）沿空留巷内的单体柱随着留巷进度，可以由里向外对其逐步拆除更换为木垛支护（保证支护长度不小于80m）沿空留巷期间所使用的单体柱必须使用垫木靴，并绑防倒绳进行固定。

6 结语

为解决云盖山煤矿采掘接替紧张的情况，提高掘进效率，对22204综采工作面切眼至22204综采工作面停采线约1270m的区域采用切顶卸压巷内复合支护技术进行沿空留巷。通过现场监测发现，云盖山煤矿22204综采工作面在整个回采过程中，切顶侧顶板完整,非切顶侧顶板岩层变形弯曲，巷道围岩稳定，采空区顶板均匀垮落，工作面施工过程中没有出现顶板、煤壁大面积垮落、片帮的现象，实际留巷效果较好。