无煤柱综采工作面过空巷方法

李国栋

(大同煤矿集团 云冈矿，山西 大同 037003)

1 工程概况

某矿12号煤层410盘区81043综采工作面采用无煤柱开采工艺，工作面长99 m，可采走向长326 m，平均煤厚2.17 m，煤层倾角为6～7°，平均倾角为6.5°。工作面东部为81041工作面，南部为410-4皮、410-4轨、51017三条盘区巷道，北部为煤层变薄区，西部存在小窑采空区，工作面布置见图1。该工作面与上覆3号层采空区层间距约为114.21 m；上覆8号层采空区层间距约为58.60 m。81043工作面内包含一条空巷(原21017巷)在距切巷南帮192 m处，平行于工作面倾向布置。空巷长99 m，巷宽4.5 m，巷高2.9～3.2 m，空巷顶板原有支护为锚杆锚索联合支护：锚杆排间距为1 000 mm×900 mm，每排四根，沿巷道中线对称布置，采用D18 mm×1 800 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3 200 mm×250 mm×3 mm W型四眼钢带；锚索排间距为3 000 mm×1 800 mm，每排两根，沿巷道中线对称布置，采用D17.8 mm×6 000 mm锚索和350 mm×350 mm×8 mm钢板。原有护帮支护为锚杆塑料网联合支护，锚杆排间距为：1 500 mm×1 500 mm，每排两根，上排锚杆距顶板400 mm，采用D18 mm×1 800 mm螺纹钢锚杆和10 m×2 m塑料网支护。

2 空巷补强支护及假顶施工[1-2]

1) 在空巷与21043巷和51043巷相交处各施工一道锁口梁对交叉口加强支护。采用L=4.5 m的三眼11号工字钢(孔距1.95 m，两端孔距工字钢端部300 mm)配合三根D=17.8 mm、L=6 m的锚索和锁具进行联合支护，与21043巷和51043巷走向平行布置。

图1 工作面平面布置

2) 由于工作面所选用支架型号为ZZ5600/14/28型支架，最大支撑高度为2.8 m，而空巷最高为3.2 m，因此需对空巷超高处做假顶。假顶采用L=4.0 m的两眼11号工字钢，D=17.8 mm、L=6 m的锚索，L=3.5 m、直径不小于D18 cm的圆木，道木及2 m×4 m的金属网组成，施工过程中根据现场实际情况，保证假顶钢梁距工作面底板2.4 m。假顶施工工序：打眼—上锚索—挂工字钢—上圆木—铺网—垛道木垛—手工背紧木垛—涨拉机张紧道木垛—支设单体柱。假顶施工采用锚索工字钢梁上架设木垛方式，在巷道顶板打锚索，两眼11号矿用工字钢沿空巷倾向布置，用锁具悬吊并留出足够的施工空间。锚索与煤壁成30°角，北侧锚索眼距北帮0.25 m，南侧锚索眼距南帮0.3 m。钢梁眼距3.4 m，钢梁间距1.5 m，钢梁靠北帮端距煤壁0.2 m。每组梁上放置四根圆木，圆木长3.5 m，圆木之间的间距1～1.2 m，圆木上铺设一层金属菱形网，金属网上用道木支设木垛，每组钢梁圆木铺设四个“#”字型木垛。圆木与圆木、木垛之间必须用把锯固定牢固。圆木与钢梁之间必须用8号铅丝绞紧固定。网与网之间用8号铅丝相联且搭接长度不小于0.2 m。木垛施工完成后用张拉千斤拉紧固定木垛。假顶施工完成后在每根钢梁下支设两根单体柱，其中一根单体柱距21017巷北帮0.63 m，另一根距南帮1 m，单体柱要有可靠的防倒防坠装置。

3 过空巷施工方法

1) 采用工作面设备提前调斜的方法斜向进入空巷，调斜期间采高不得低于2.4 m。在距空巷古塘侧煤壁25 m时开始尾部设备调斜，采煤机从工作面尾部，逐渐向头部方向推移。直至尾部设备超前头部设备20 m，工作面设备与空巷水平方向上成12.5°夹角，此时工作面长度为101 m，之后保持工作面当下倾斜状态继续推进，直至头部设备完全通过空巷后方可调直工作面。调斜完成后，将工作面由沿顶开采调成沿底开采，采高为2.4 m，保证进入空巷前完成。调斜过程中，要根据现场刮板输送机动向确定推溜顺序，如果调尾过程中输送机上窜严重可在机组下尾时推移输送机，若刮板输送机有向下窜的迹象则在机组上头时推移输送机。

2) 采煤机割通空巷后，采用带压擦顶移架、追机顺序移架方式，移架滞后采煤机滚筒1.5 m，只允许一人操作支架，一人推溜，且两人要紧密配合。进入空巷内的支架要及时挑住假顶，保证支架升紧升牢，支架进入空巷后为了使顶板随采随落，要求支架操作工每拉移一次支架后，反复升降支架三次然后升紧支架。

3) 空巷内单体要根据工作面推移进度逐步回撤，不允许提前回撤。回收单体要及时，注意片帮伤人，如遇顶板或煤壁破碎需采取保护措施后方可回撤。回撤空巷内单体支柱时，必须有两人配合作业，一人观察顶板和周围安全情况，一人降柱，放倒单体，两人合力抬出；回撤结束后将支护品码放到指定地点。回撤单体时发现顶板压力增大，或者顶板破碎，单体液压支柱变形等异常情况时，只能利用长柄工具远程回撤单体。

4 过空巷期间通风管理

为防止割通空巷时部分空巷变成盲巷，过空巷时工作面尾部先与空巷贯通，同时应确保空巷口通风调节设施完好，头尾保持20 m进度差，并随着工作面推移，随时清理空巷内杂物，巷道断面不低于10 m2，保证通风畅通。工作面采至距空巷尾部30 m时，空巷设为禁区管理，严禁无关作业人员进入，因工作需要必须进入时应进行“敲帮问顶、四位一体”安全检查，确保安全后方可在上岗干部和安监工的监护下进入空巷作业。过空巷期间应每天对工作面、空巷、21043巷、51043沿空留巷进行测风，并随着工作面推移进度随时调整测风位置，直至完全通过空巷为止，保证风流稳定满足工作面生产需要，完全通过空巷后应重新调整工作面风量。

通过采取上述措施，81043综采工作面仅仅用2天时间就通过了空巷，过空巷期间对空巷顶板和通风管控较好，未发生顶板和通风问题，有力地保障了矿井的安全生产，有较好的的技术经济效益和推广应用价值。