文/王新華

復(fù)雜條件下綜采工作面過老巷技術(shù)研究

文/王新華

山東能源肥礦集團(tuán)白莊煤礦3710綜采工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層較多，巷道掘進(jìn)時(shí)為探明該工作面詳細(xì)地質(zhì)情況，施工多條探巷，由此確保3700采區(qū)邊角煤資源的安全合理回收。3710綜采工作面沿煤層頂板推進(jìn)到III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，該聯(lián)絡(luò)巷為老巷，受斷層影響，與煤巖層的空間位置分三段，即巖頂全煤段、破頂半煤巖段和全巖段，層位關(guān)系較為復(fù)雜，一段在煤層中，大部分在工作面（煤層）上方，對(duì)工作面回采造成困難。為此，白莊煤礦對(duì)III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷的層位關(guān)系、超前支護(hù)、工作面調(diào)整偽斜、頂板控制等技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步分析和研究，提出針對(duì)性措施并通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，確保3710綜采工作面安全通過老巷，實(shí)現(xiàn)了安全回采。

一、工作面概述

工作面采用綜合機(jī)械化采煤方式，采用單一走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，一次采全高，垮落法管理頂板。采煤機(jī)機(jī)械落煤，采煤機(jī)與循環(huán)刮板輸送機(jī)聯(lián)合裝煤，刮板運(yùn)輸機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)聯(lián)合運(yùn)煤，四柱支撐掩護(hù)式液壓支架支護(hù)頂板。

III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷巷道斷面形狀為矩形，高度2.2m，寬度2.4m，支護(hù)方式為錨網(wǎng)帶索，長(zhǎng)度42m。

二、綜采工作面過老巷技術(shù)分析

1.斷層對(duì)工作面推進(jìn)影響分析

3710綜采工作面內(nèi)有兩條正斷層，將工作面煤層連續(xù)抬高3m，造成工作面推采巖石量大，順、抬溜子困難。同時(shí)受斷層影響，斷層附近煤巖層破碎，面前控制困難，易造成頂板冒漏。

2.老巷對(duì)工作面推進(jìn)影響分析

III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)時(shí)一段在煤層中施工，大部分在煤層頂板中（全巖）施工。隨工作面正常推采，工作面與老巷層位關(guān)系一段在煤層中，大部分在工作面（煤層）上方，給工作面推采帶來困難。同時(shí)，受掘進(jìn)及采動(dòng)壓力影響，老巷周圍煤巖層破碎，影響了工作面的回采安全。

3.過老巷技術(shù)措施

當(dāng)工作面推采到III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，工作面受斷層和老巷共同影響，層位控制及面前頂板控制極其困難。為確保工作面過老巷期間的推采速度和安全，白莊煤礦通過綜合分析綜采工作面與老巷層位關(guān)系、地質(zhì)情況，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，采取了超前支護(hù)老巷、工作面與老巷層位控制、調(diào)整偽斜技術(shù)、工作面頂板超前控制等過老巷技術(shù)措施。

三、過老巷技術(shù)措施現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

1.過老巷技術(shù)措施

（1）超前支護(hù)老巷

工作面推采至距III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷50m前，必須完成老巷超前支護(hù)。其主要目的是為了對(duì)采動(dòng)壓力加強(qiáng)的情況下老巷的變形破壞進(jìn)行有效地控制，以在容許的范圍之內(nèi)控制巷道的變形量，進(jìn)而保障回采過程中工作面和老巷的直接對(duì)接，防止出現(xiàn)巷道的冒頂和較大的高低差。

超前支護(hù)方式：施工煤矸垛配合工字鋼增強(qiáng)巷道支護(hù)整體性，煤矸垛靠巷道面后側(cè)施工，巷道面前側(cè)采用一路金屬鉸接頂梁配合單體支柱支護(hù)頂板。煤矸垛要求底長(zhǎng)×底寬＝3.5m×1.6m，垛與垛間距1m，高度嚴(yán)密接頂，垛頂垂直煤壁架設(shè)工字鋼，每個(gè)垛架設(shè)2根工字鋼。工字鋼一端搭接在矸石垛上，一端搭接在金屬鉸接頂梁上。施工時(shí)任意兩個(gè)相鄰的紡織袋之間嚴(yán)禁留有空隙；施工完后必須確保頂層與頂板緊密接頂，頂板不平整、接頂不實(shí)時(shí)使用道木、木楔等物料背頂，確保支護(hù)效果；金屬頂梁及單體支柱支設(shè)要求：平行巷道支設(shè)，一梁一柱墊鞋支設(shè)正規(guī)，距煤壁0.3m，巷道壓力大、頂板破碎處加密支柱。

（2）老巷透前采取措施

工作面通過此聯(lián)絡(luò)巷需嚴(yán)格沿著頂板進(jìn)行回采，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，適當(dāng)降低采高，采高控制在2.5m～3.0m。推采期間，嚴(yán)格控制支架高度，支架立柱活柱行程量不得小于200mm，以防頂板壓力過大時(shí)立柱脹缸。通過聯(lián)絡(luò)巷前，及時(shí)拉移超前支架控制面前頂板。當(dāng)片幫導(dǎo)致端面距超規(guī)定時(shí)，垂直于工作面在支架前梁之上攛入板梁或工字鋼（頂板破碎、壓力大時(shí)使用工字鋼），其板梁或工字鋼后端攛入支架前梁距離不得小于500mm。并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在面前支設(shè)好單體液壓支柱，不得妨礙采煤機(jī)過機(jī)。

老巷透前10m，拉移支架時(shí)，每次只準(zhǔn)拉移一組支架，嚴(yán)禁兩組支架同時(shí)降架。移架時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行“帶壓擦頂移架”規(guī)定，如架間距超規(guī)定時(shí)，應(yīng)在相鄰兩組支架間，插入道木或板棚背頂，防止架間漏矸，拉移支架時(shí)，架前嚴(yán)禁人員行走或停留。

（3）老巷透后采取措施

透開III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷后，巷道內(nèi)所施工的矸石垛由采煤機(jī)放慢牽引速度進(jìn)行截割，待矸石垛松動(dòng)后，應(yīng)停止采煤機(jī)運(yùn)行并閉鎖刮板運(yùn)輸機(jī)，由施工人員將編織袋內(nèi)煤矸倒入刮板運(yùn)輸機(jī)，并將編織袋、道木等物料進(jìn)行回收。

過聯(lián)絡(luò)巷期間，外露的錨桿、錨索、鋼帶等進(jìn)入機(jī)道或纏繞在機(jī)組滾筒上時(shí)，必須及時(shí)將采煤機(jī)遷離并停機(jī)、閉鎖刮板運(yùn)輸機(jī)，施工人員將物料拾出。巷道透開時(shí)，嚴(yán)禁人員逗留或通行，并派專人站崗。

2.工作面與老巷層位控制

層位控制是過老巷的關(guān)鍵。在工作面推采至距III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷30m時(shí)，根據(jù)地測(cè)部門提供的巷道、工作面標(biāo)高及相關(guān)圖紙資料，提前判斷巷道與工作面的高差，結(jié)合循環(huán)進(jìn)度，計(jì)算出每個(gè)循環(huán)刮板輸送機(jī)需要抬起的高度，然后根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)控制好循環(huán)作業(yè)時(shí)采煤機(jī)滾筒的高度、抬好刮板輸送機(jī)，并順平頂?shù)装?，在工作面推至老巷前基本將二者的層位控制在一個(gè)水平。

3.調(diào)整偽斜技術(shù)

距III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷約30m的時(shí)候，隨工作面推采調(diào)整工作面的偽斜（調(diào)整機(jī)尾生產(chǎn)），使工作面和老巷的夾角增大，工作面形成斜交過老巷，利于面前頂板的控制，同時(shí)有效地避開老巷的集中應(yīng)力。為加強(qiáng)工作面頂板控制，采用尾7頭3的循環(huán)方式進(jìn)行推采，即：每個(gè)循環(huán)機(jī)尾按0.7m、機(jī)頭按0.3m的循環(huán)進(jìn)度推采，調(diào)采時(shí)，需要保證工作面直線性及循環(huán)機(jī)頭與順槽固定輸送機(jī)的正常搭接。同時(shí)，每個(gè)循環(huán)都要調(diào)整支架垂直工作面煤壁及支架間距，防止造成擠架、歪架。

4.工作面頂板超前控制

煤壁和頂板控制是III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷和工作面采通之前能否順利通過老巷的另一個(gè)關(guān)鍵因素。受采動(dòng)、斷層及礦壓影響，老巷圍巖及煤體松散易冒。因此，要在距離III號(hào)聯(lián)絡(luò)巷10m時(shí)，實(shí)施“超前控制、加速推進(jìn)”的技術(shù)，對(duì)面前煤體的片幫實(shí)施人為控制，以使周期來壓破壞減輕。

四、結(jié)語

通過在老巷內(nèi)采取超前加強(qiáng)支護(hù)、調(diào)整工作面與老巷的角度、層位控制、加強(qiáng)礦壓觀測(cè)等一系列技術(shù)管理措施，加快了過老巷的推進(jìn)速度，杜絕了頂板冒落等各類安全事故的發(fā)生，取得了良好的生產(chǎn)效益?？傊?，借助科學(xué)、全面和系統(tǒng)的回采技術(shù)，能夠確保工作面經(jīng)濟(jì)、順利、安全地通過老巷，對(duì)于礦井邊角煤和護(hù)巷煤柱等復(fù)雜條件下的煤炭資源回收提供了一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

（作者單位：山東能源肥礦集團(tuán)白莊煤礦）

(責(zé)任編輯:周瓊)