采区首采工作面安全过空巷技术研究

梁凯

摘 要：文中在对20301综采工作面空巷分布位置以及特征进行勘探确认的基础上，从加强空巷支护，落实矿压管理，合理组织开采推进等方面出发，分析了回采工作面过空巷的技术措施。20301综采工作面过空巷时均未出现周期来压，顶板管理良好，实现了回采工作的安全高效进行。

关键词：回采面;空巷;支护;矿压

空巷是回采工作面设计方案改变或者小煤窑无序开采而留下的废弃巷道。由于空巷废弃时间长，内部容易出现瓦斯、水聚集，同时巷道的支护可能会出现失效，两帮及顶板变形大[1-2]。特别是受到开采动压影响时，空巷极其容易出现顶板下沉、煤壁片帮，给回采工作的正常开采带来隐患[3]。文中以20301综采工作面空巷为工程背景，对采用的技术措施进行分析，以期能更好的促进矿井回采工作的开展。

1 概述

山西某矿为资源整合矿井，设计产能为180万t/a，现井下开采的2采区3号煤层20301综采工作面，回采面设计的走向长度为1890m，倾斜长度为260m，由于前期小煤窑开采留下的空巷以及回采巷道掘进，在回采面内共有7条空巷，同时为了便于回采面通风，中间布置有联络巷，具体的回采面及空巷位置关系如图1所示。

在回采面开采区间存在多条空巷，由于整个回采工作面从开始布置到开始回采历时3年，空巷存在时间较长，同时巷道采用锚杆支护，直径为16mm，长度为1600mm，间排距为1600mm，同时配合采用金属网。同时3号煤层顶板有厚度在300mm的伪顶（泥岩）随着时间的推移，巷道顶板下沉量以及两帮位移量较大。巷道掘进时采用炮掘方式进行，巷道掘进质量较差，表面不规则，巷道宽度不一致，在2200mm到3500mm间，高度在2800mm，回采工作面设备过空巷时需要采用留底方式推进，影响推进速度。同时回采面空间内存在几条封闭时间长的空巷，巷道内的状况不明朗，长时间没有通风，存在瓦斯等有毒有害气体聚聚的可能。

2 回采面过巷道技术方法

2.1 超前勘探

为了更好的指导回采面的生产，应有针对性的布置回采面给过空巷的支护方案以及过空巷技术措施，做好超前的勘探工作，查明空巷的具体状态[4-5]。需要查明的具体参数为：巷道宽度及高度，顶板以及两帮冒落情况，巷道内的有毒有害气体聚集情况，积水情况、以及巷道留设的顶煤、底煤厚度等等。

通过超前勘探，有效的掌握巷道的宽度、高度、位置、方位角。为工作面回采过空巷时夹角的确定提供指导，防止回采面一次揭露空间的距离更长。通过对密闭巷道内的有毒有害气体以及积水情况的勘察，发现隐患及时进行排除，保证过空巷的安全。对巷道支护情况进行掌握，以便有针对性的采区巷道支护措施，确保过空巷期间回采空间的安全;通过查明巷道的留底或者留顶厚度，便于制定回采面过空巷的技术方案，防止回采空间底板不平整，影响顶板管理。在对上述参数查明之后，应在采掘工程平面图、通风系统图等图纸上详细的标注。

2.2 加强支护

原有的空巷支护强度底，在回采影响作用下，顶板以及两帮的变形量较大。采用锚杆、锚索、金属网以及W钢带对巷道进行补强加固，具体的支护参数为：

顶板支护：巷道顶板锚杆采用直径为22mm，长度为2400mm，间排距为1200mm×1200mm高强左旋无纵筋锚杆，施加的拉拔力应高于60kN，扭矩高于150N·m，配合采用菱形金属网片，网孔大小为100mm×100mm。同时配合采用W型钢，提高顶板的整体承载能力。对于巷道宽度大于2500mm的巷道，采用锚索补强支护，锚索直径为18.6mm，长度为6400mm，施工两根锚索，间排距均为1600mm，当巷道宽度在2500mm以内时，在巷道中部施加一根锚索，排距为1600mm，锚索施加的预应力应大于200kN。

巷帮支护：巷帮支护锚杆采用直径为20mm的玻璃钢锚杆，直径为16mm，长度为2400mm，施加的拉拔力应高于50kN，扭矩高于120kN·m，锚杆的间排距为800mm×1600mm，配合采用网目50mm×50mm的塑料网。

当过空巷的巷道顶板较为破碎，可以采用单体支柱配合工字钢进行支护，单体支护安设位置在梁端向内侧400mm处，排距为800mm;巷道两帮片帮较为严重时，可以采用单体支护配合金属梁采用一梁两柱方式进行补强支护。同时发现金属网或者塑料网兜内有大量浮煤，在对巷道进行补强支护前需要对浮煤进行清理。

2.3 矿压观测

回采面开始推进时，就对开采矿压进行分析监测，掌握初次来压步距，周期来压步距，动压强度，液压支架工作阻力以及工作面前方壓力分布特征。对工作面推进期间的矿压显现进行观测分析，特别是工作面距离空巷距离在3m以内时，对回采推进期间每一天的矿压显现都应及时记录分析，判断回采面过空巷时是否出现周期来压，直到回采面安全过空巷。当回采工作面在空巷前后5m范围内出现周期来压时，可以采用等压、压让等措施，保证在回采面过空巷期间不会出现周期来压。

2.4 合理组织开采推进

待采煤机割煤之后，采用先移动支架，后推刮板输送机方式，及时的对顶板进行支护，采用上述方式可以减少顶板空顶时间至少30min;工作面布置成伪斜方式，尽量减少回采面与空巷的接触面积，同时采用多循环、短进刀方式，减少回采面与空巷的贯通距离;回采面与空巷接触贯通后，及时打开液压支架的支撑挡板，配合单体支架对采面空顶进行支护。

回采面过空巷是一项比较复杂工作，应针对空巷的具体特征，做好矿压分布规律分析，并加强空巷的支护强度，提高巷道顶板及两帮稳定性，合理组织回采工作，缩短工作面空顶时间，防止顶板出现冒落，确保回采工作的安全。

3 总结

回采面过空巷影响采煤工作的正常推进，针对空巷的具体特征，首先应排除空巷内的有毒有害气体，积水等，并对空巷进行补强加固。回采面推进期间加强对矿压观测，避免在工作面过空巷期间出现周期来压，合理的组织采煤工作，减小工作面顶板空顶时间。20301综采工作面通过采用上述技术措施，安全的通过了空巷，保证了回采工作的高效开展。

参考文献：

[1]贾长东.浅埋大采高煤层过空巷矿压规律研究[J/OL].当代化工研究，2019（03）：119-120.

[2]管东琴.综采工作面快速过空巷区技术研究[J].能源技术与管理，2019，44（01）：104-105+189.

[3]赵勇，陈正拜，陈帅志，肖成龙，雷尹嘉，林海.综放工作面过空巷时围岩控制研究[J].煤炭技术，2018，37（10）：37-39.

[4]石振华.义城煤矿过空巷矿井通风系统优化[J].煤炭与化工，2018，41（09）：116-119.

[5]尹超宇，冯光明，高鹏，赵雨.工作面过空巷围岩失稳机理研究[J].采矿与安全工程学报，2018，35（03）：457-464.