仰采工作面过底板穿层老巷的安全技术研究

马 超 闫春来

（山东兖州大统矿业有限公司，山东 兖州 272100）

1 概况

李堂煤矿设计生产能力45万t/a，主采三层煤，采用走向长壁采煤方法，综合机械化采煤工艺。3c201综放工作面为二采区东翼首采面，区域内构造复杂，工作面准备过程中为了探明煤层赋存情况，工作面机尾沿走向42 m、倾向34 m范围内有一条底板穿层巷道和3条煤层内巷道（具体如图1）。

图1 3C201工作面巷道布置平面图

煤层内1#、3#老巷几乎与工作面垂直，煤层内2#老巷与工作斜交，煤层内老巷全部沿煤层顶板掘进。这些老巷全部采用锚网索联合支护，锚索规格为Ф15.24 mm×6000 mm，锚索间排距2 m×2 m。

切眼处3#老巷与材料巷相距6 m，沿工作面走向方向与材料巷相距越来越小，最小处相距3.4 m。按预计工作面超前量15 m计算，工作面与倾向老巷夹角15°。工作面揭露煤层内2#老巷后，每刀将揭露13.5 m长的老巷。底板穿层巷道见煤点与材料巷相距25 m，工作面内73#架附近支架将位于穿层巷道与工作面的交叉点位置。

2 老巷加固方案[1-2]

2.1 底板穿层老巷加固方式

（1）底板穿层巷道从见煤点始12 m范围内（远离煤层方向）BC段架设11#矿用工字钢梯形棚，工字钢棚梁长3.2 m，棚腿长2.25 m，棚腿扎角85°，棚距800 mm，共架设15棚。棚梁与棚腿接触严密，棚腿、棚梁与巷道围岩的空隙应使用木料充填接实，相邻棚之间用4个L800 mm×Φ22 mm螺纹钢连接杆连成一体，提高工字钢棚的稳定性。在工字钢梯形棚下打“#”型木垛加强支护，保证液压支架能顺利通过。

（2）穿层巷道从见煤点至破底500 mm处AB段用3 m长的方木料充填，木料沿巷道走向密排，并且用14#铁丝和耙钉连接牢固。底板穿层巷道加固方式如图2、图3。

图2 底板穿层巷道加固剖面图

图3 （1-1）断面图

2.2 煤层内老巷加固方式

煤层内老巷沿巷道顶板掘进，按照目前3c201工作面放顶煤采煤工艺，工作面推进过程中沿底板回采，工作面揭露时存在大面积架空现象。为最大限度地减少对工作面推进速度的影响，保证支架全部接实顶板，煤层内老巷全部采用首尾相连锁的“#”字型木垛，木垛料之间全部用12#铁丝和耙钉链接牢固，并且全部木垛与顶板钢筋网用8#相连接。

3 工作面仰采过老巷方案

3.1 仰采面临的难题

3c201工作面切眼附近倾角15°，距工作面切眼19.3 m巷道倾角达24°，工作面总体趋势为仰采，煤层厚4.5 m以上时仰采放顶煤工作面顶板管理难度很大，主要为：

（1）仰采时煤壁易出现片帮和冒顶。采煤机割煤后煤壁呈往老塘侧倾倒趋势，再加上煤层煤质松软易引起片帮，片帮后若维护不及时，空顶时间过长就会造成漏（冒）顶，对安全生产影响极大。

（2）回采高度控制困难，经常会出现超高或过低情况。仰采幅度过大，溜子跟不上容易出现超高，导致支架失稳接顶不实而歪倒，给生产安全带来极大危害；仰采幅度过小，上抬幅度过小，容易造成支架升不起来、采煤机通不过等情况。

3.2 仰采安全措施

（1）注马丽散加固6 m煤垛顶煤。垂直6 m煤垛使用风煤钻打注浆孔，距煤层顶板1.5 m布置一排钻孔，孔深3 m，钻孔间距2～3 m，钻孔直径42 mm，注马丽散加固煤体。

（2）工作面沿煤层底板层位回采，煤层内老巷沿木垛底层通过，回采过程中严格控制好层位。工作面揭露老巷后，应超前移架并升平前梁挑住木垛，托木垛后严禁带压移架，防止木垛坍塌。

（3）到老巷观察顶板情况及是否出现底鼓，根据顶板下沉量，提前采取刹底措施，确保工作面顶板与老巷底板（木垛料底层）处于同一层位，保证工作面与老巷推透后不破坏木垛及支架不超高。

（4）机尾5架铺设单层8#1.2 m×3.5 m菱形金属网，必要时铺设同规格的双层菱形金属网加强顶板管理。为避免铺联网时间长，不利于煤壁管理，金属网长边搭接不少于2扣，双排扣联接，每排扣间距不大于3个网格。当顶板较破碎时，应在割煤机机身上移架。为减少割煤与移架时间间隔，移割煤机机身上方的支架时，割煤机停机不停电。

（5）加快工作面的推进度，保证每班进尺不少于2刀，减轻顶板压力对回采的影响。必须快速超前带压移架，必要时使用单体液压支柱辅助移架。采煤机割煤后滞后右滚筒1～2架及时伸出支架伸缩梁和护帮板。移架过程中利用相邻支架的侧护板调架，保证支架垂直顶底板。

（6）适当调采工作面机尾，调整工作面与2#煤层内老巷的夹角，减少每刀暴露老巷长度。

（7）随着工作面的推进，老巷内顶板压力加大，必要时增加支护阻力确保老巷内顶板完好。过老巷前，必须对工作面所有设备进行排查检修工作，保证过老巷期间能正常进转。

（8）加强两巷的超前支护，保证单体液压支柱初撑力不低于规程要求，支架初撑力应不低于24 MPa。加强工作面工程质量，确保工作面“三直两平”。

（9）及时调整支架和推溜顺序，控制好刮板输送机的上窜、下滑，确保刮板输送机与转载机搭接合理。

4 结语

通过采取提前加固老巷、注玛丽散加固煤垛等安全措施，提高了仰采综放工作面过老巷安全性，保证液压支架顺利通过各工作面的推进度，为复杂条件下工作面的安全回采提供了可靠依据和成功经验。