“中间巷”在突出煤层回采工作面的应用分析

樊晓光

（山西新景矿煤业有限责任公司， 山西 阳泉 045000）

1 新景公司工作面情况介绍

新景公司3216工作面井下位于佛洼采区北翼中部，东为3216工作面（正掘），南为3217工作面（未掘），西为3220工作面（未掘），北为3号煤保安区3119、3121工作面（未掘）。

本面南部为一倾向SW的单斜构造，煤层倾角4°～10°；中部为宽缓背斜、向斜组合的褶皱构造，煤层倾角2°～6°；北部为一倾向SW的单斜构造，煤层倾角3°～8°。

1.1 掘进工艺及支护情况

1）掘进中采用EBZ-160型综掘机沿煤层顶板截割并自行装煤的方式，并经煤溜和皮带运输至佛洼采区3号煤南九煤仓。

2）生产工艺流程：开机前准备→掘进机割、装、运→运料、清浮煤→临时支护→锚杆（索）支护→下一个循环。

3）佛洼采区3号煤3218辅助进风、回风巷、切巷及配风巷采用“矩形”断面。支护方式：辅助进风、回风巷支护方式为：锚杆+锚索联合支护；切巷、配风巷支护方式为：全锚索支护。

4）本掘进工作面位于佛洼采区3号煤北翼中部，属+525水平。辅助进风断面净宽5.0 m，净高2.6 m；回风巷断面净宽5.0 m，净高2.8 m；横贯净宽5.0 m，净高2.6 m。

1.2 3号煤回采巷道现有通风方式

3号煤层工作面采用“两进一回”沿空留巷“Y”形通风系统，即布置1条进风巷和1条辅助进风巷，1条回风巷，辅助进风巷通过“柔模”支护沿采空区留巷。

辅助进风巷留巷段通过横贯与回风巷连通，工作面污风经沿空留巷段沿着回采的反方向流动，同时采空区瓦斯也流向沿空留巷段与工作面污风混合后共同汇入回风巷，起到“Y”形通风的作用，3216综采工作面通风系统如图1所示。

图1 3216综采工作面通风系统图

1.3 现有3号煤回采工作面通风方式存在问题

工作面采用沿空留巷“Y”形通风方式可有效解决上隅角瓦斯积聚问题，但主要存在以下问题：

1）在辅助进风巷沿采空区侧注模支护留巷，沿空留巷段巷道维护困难，现采用巷内留木垛的方法加强支护，增加了采煤工艺流程和工程施工成本；

2）沿空留巷段受到采空区动压作用，巷道变形严重，难以通过沿空留巷段长距离通风，只能采用隔段封闭的办法，每隔1～2个横贯对沿空留巷段封闭并开放下一通风横贯，人为留下了多处“瓦斯库”，无法复用为相邻工作面的进风巷，并未起到无煤柱开采、节约煤炭资源的作用；

3）沿空留巷内采用水泥材料注模支护，由于支模材料的刚性大，本身抗变形能力较差，有时会出现矿压剧烈时压坏支模的现象，采空区瓦斯通过支模裂缝涌出，造成沿空留巷段和回风巷瓦斯超限。

1.4 需要解决的问题

3号煤回采工作面采长为200～220 m，由于钻机最大能力为80～150 m，所以从工作面进风巷向工作面施工本煤层预抽钻孔，无法覆盖辅助进风巷及回风巷，造成辅助进风巷及回风巷掘进还需要继续造穴预抽，延长了出面时间。如果在工作面中部施工一条中间巷，从进风巷向工作面施工的本煤层钻孔就可以解放中间巷，中间巷再向回风巷方向打钻，最终实现递进式抽掘，同时改进回采工作面通风方式。

2 新增中间巷道的原因及要求

2.1 施工中间巷原因

根据现有钻机已施工的递进抽采钻孔情况来看，钻孔深度普遍可达到80～150 m，不能施工贯通工作面的抽采钻孔。为此，计划在工作面中间位置施工一走向中间巷，让其起“二传手”的作用，以达到递进抽采措施能够提前解决3216工作面辅助进风巷及回风巷掘进区域瓦斯治理的目的。

2.2 中间巷布置位置

根据钻孔深度，计划将中间巷布置在本煤层钻孔覆盖区域内且平行布置在距离3217回风巷法线距离120 m处。

2.3 中间巷断面及支护

1）为满足钻掘平行作业需要，确定巷道断面4.5 m×2.8 m；

2）此巷道受回采期间工作面超前压力影响，确定为锚杆锚索联合支护，锚索布置在两排锚杆中间，每排三根，排距0.9 m。

3 布置走向中间巷可行性

3.1 瓦斯治理方面

3216工作面中间巷施工完毕后，可通过中间巷向3216工作面辅助进风巷及回风巷施工本煤层钻孔进行瓦斯抽放，以达到解放3216辅助进风巷及回风巷掘进期间瓦斯含量大的问题。

同时，3号煤层为突出煤层，瓦斯治理难度大，现采用沿空留巷“Y”形通风方式解决上隅角瓦斯问题，主要存在沿空留巷变形大，留巷维护难度大、施工成本高，支模强度不足，后期复用难度大的问题。

采用“W”形通风方式，可以不采用人工留巷即可消除回风上隅角，降低了工程施工成本。其本身独特的通风方式能有效降低工作面通风阻力，减少向采空区漏风，提高工作面用风效率。

根据新景公司掘进巷道现有条件，可应用沿空留墙技术与“W”形通风方式相结合，真正实现无煤柱开采，提高煤炭资源利用率和回采效率。

3.2 防突方面

防突规定：埋深500 m以上的防突工作面必须施工底抽巷进行瓦斯治理。埋深在500 m以内时可通过条带式递进抽采方式进行瓦斯抽放。根据3216工作面内及附近钻孔3-140、3-67、地面抽放钻孔

（15号、16号、17号、18号），可推算出3216工作面煤层埋深在440～470 m之间，布置中间巷符合防突规定。

3.3 经济方面

通过3216中间巷向3216工作面剩余部分施工本煤层钻孔进行瓦斯抽放后，3216辅助进风巷及回风巷掘进期间不再需要执行冲孔造穴区域瓦斯治理措施，将大大降低瓦斯治理成本。

3.3.1 施工中间巷时费用

1 m巷道的单价为3 000元（包含人工费及支护费用），施工中间巷1 600 m需要花费480万元。

3.3.2 不施工中间巷

3217辅助进风巷及回风巷每次造穴10个钻孔，每个钻孔80 m，允许掘进60 m，每米300元，造穴钻孔单价24 000元，共560个造穴钻孔，共计1 344万元。

由上述经济分析可以得出，施工中间巷比直接施工3217辅助进风巷和回风巷费用减少864万元。

3.4 衔接方面

3.4.1 施工中间巷

1）3216中间巷系统巷160m，按日进2m，需80d。

2）3216中间巷工程量1 520 m，按日进8 m，需190 d。

3）本煤层抽放钻孔304个，1个/d，需304 d。

由于本煤层钻孔在中间巷施工50 m后开始施工，工期存在重叠，经过计算，3216中间巷及本煤层钻孔全部施工完毕，共需390 d。

4）3216辅助进风巷及回风巷工程量3 870 m，在3216中间巷施工6个月后开始施工，按日进13m，需298 d。

5）3216切巷工程量220m，按日进2m，需110d。

经过计算，3216工作面出面总工期为29个月。

3.4.2 不施工中间巷

1）3216辅助进风巷及回风巷工程量3 870 m，按日进4 m，需968 d，

2）3216切巷工程量220m，按日进2m，需110d。经过计算，3216工作面出面总工期36个月。

经过对比：施工中间巷时，3216工作面可提前7个月出面。

3.5 进尺消耗方面

3.5.1 施工中间巷

3216工作面回采时，每推进1 m消耗回采巷道进尺为3.7 m。

3.5.2 不施工中间巷

3216工作面回采时，每推进1 m消耗回采巷道进尺为2.7 m。

4 结语

根据以上分析，在3号煤回采工作面施工中间巷，第一可以实现递进式抽掘，通过上一条巷道施工本煤层钻孔，一举两得地解决了本工回采工作面的瓦斯，同时也解放了递进的掘进巷道，提高了掘进效率，缩短了回采工作面出面时间，缓解了3号煤回采工作面衔接紧张的现状。第二可以改变3号煤回采巷道传统的通风方式，通过“W”形通风解决现有“Y”形通风方式留下“瓦斯库”的隐患。