馬 寧

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)柳灣煤礦，山西 孝義 032303）

1 工程背景

柳灣61112 綜放工作面所采煤層為11#煤，平均埋深252.2 m，采用綜合機(jī)械化低位放頂煤全部垮落采煤法，采煤高度為2.6 m，放煤高度為2.48 m。

61112 綜放工作面中部有一小窯遺留下來的暗井與底部空巷連通，上部與9#煤空巷相連，共同構(gòu)成原小窯的提升系統(tǒng)。經(jīng)查明暗井直徑為5 m，落底至11#煤底部，于2009 年8 月采用煤矸與黃土填實(shí)，如圖1 所示。

位于工作面底部以下的空巷呈V 字型布置，與工作面的層間距為0.5～11 m，底部空巷整體與工作面斜交，巷高、巷寬均為2 m，巷內(nèi)原支護(hù)采用木棚支護(hù)，間距為1 m，如圖2 所示。

2 底部空巷及暗井頂?shù)装蹇刂?/h2>

2.1 暗井鋪設(shè)人工假頂

暗井上口位置采用規(guī)格為6 m 的工字鋼配合Ф24 cm×3.6 m 的半圓木棚板進(jìn)行密鋪，形成人工假頂。當(dāng)工作面采至距暗井位置5 m 時(shí)，沿工作面方向打規(guī)格為Ф20 mm×2 m 的錨桿，間距為0.2 m。隨后在錨桿臨近位置斜向上15°朝暗井施工規(guī)格為Ф17.8 mm×8 m 的錨索，后采用鋼絲繩配合繩索將配套的錨桿、錨索對齊固定，錨索一側(cè)采用木棚板聯(lián)鎖，形成第二層人工假頂。如圖3、圖4 所示。

圖1 暗井充填情況剖面圖

2.2 底部空巷加強(qiáng)支護(hù)

工作面推進(jìn)至距離底部空巷100 m 位置時(shí)，對底部空巷及暗井加強(qiáng)支護(hù)，具體方法為：層間距大于7 m 的范圍采用1.6 m 的半圓木棚板水平架設(shè)木垛，木垛間距邊-邊1.5 m；層間距大于5 m 的范圍支護(hù)方式與上述一致；2 m ≤層間距≤5 m 的范圍同樣使用1.6 m 的半圓木棚板水平架設(shè)木垛，木垛間距為1 m，并在木垛間充填料石；層間距＜2 m的范圍使用3.6 m 木棚板密鋪，并在棚板上方使用料石全部填實(shí)。如圖5 所示。

圖2 底部空巷及井筒位置平面示意圖

圖3 暗井上部口維護(hù)示意圖

圖4 暗井中部加固示意圖

圖5 材巷底部空巷維護(hù)示意圖

3 工作面通過底部空巷及暗井流程

（1）工作面距離底部空巷30 m 時(shí)，開始均勻留厚約300～500 mm 的底煤，逐漸增加層間距。

（2）根據(jù)工作面推進(jìn)情況對暗井及底板空巷進(jìn)行鉆探，探明積水情況。

（3）工作面進(jìn)入底部空巷影響范圍后慢速推進(jìn)，根據(jù)底板情況進(jìn)行支架操作。

（4）工作面推進(jìn)至距暗井10 m 范圍時(shí)，停止放頂煤；推進(jìn)至暗井壁2 m 時(shí)，對暗井進(jìn)行加固，適當(dāng)降低工作面采高，使用支架托住第二層人工假頂推進(jìn)。

（5）工作面推進(jìn)至暗井壁時(shí)，先打開一個(gè)0.5×0.5 m 的觀察口，再次確認(rèn)充填物凝結(jié)情況，進(jìn)入暗井內(nèi)部后根據(jù)底板充填情況進(jìn)行割煤作業(yè)。

（6）工作面通過暗井及底部空巷后，依據(jù)現(xiàn)場頂?shù)装迩闆r逐步恢復(fù)放頂煤工序。

4 主要安全技術(shù)措施

（1）工作面進(jìn)入底部空巷區(qū)域后，在臨近材巷側(cè)每隔2 m 標(biāo)一個(gè)點(diǎn)，結(jié)合圖紙得出空巷推進(jìn)—延伸關(guān)系，每班根據(jù)工作面推進(jìn)位置推算空巷在工作面的具體影響范圍。

（2）拉架作業(yè)時(shí)滯后采煤機(jī)3～5 架及時(shí)拉架，必要時(shí)可進(jìn)行二次移架。拉架時(shí)應(yīng)少降、慢速、快移，當(dāng)支架出現(xiàn)下沉趨勢時(shí)要停止移架，在底座下方充填煤矸后再繼續(xù)拉架。升架時(shí)要緩慢送液，不得過度升架，初撐力控制在20 MPa 左右，發(fā)現(xiàn)支架出現(xiàn)下沉趨勢時(shí)，停止升架。

（3）當(dāng)出現(xiàn)煤機(jī)割通底部空巷的情況時(shí)，立即停止作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場情況采用煤矸、料石進(jìn)行充填，防止支架下陷。

（4）割至暗井范圍時(shí)，煤機(jī)司機(jī)要放慢割煤速度，若出現(xiàn)流水、充填物涌出、氣體異常時(shí)應(yīng)立即停止割煤，保持煤機(jī)滾筒處于原位、刮板輸送機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備開啟，人員沿避災(zāi)路線撤退。當(dāng)班負(fù)責(zé)人在皮帶機(jī)頭觀察出料情況，待輸送機(jī)拉空后到材料巷地勢較高的地點(diǎn)觀察現(xiàn)場情況，采取進(jìn)一步維護(hù)措施。

（5）當(dāng)二次移架后端面距仍超過340 mm，應(yīng)在支架上方插入Ф24 cm 的木棚板，并在梁頭位置支設(shè)單體支柱加強(qiáng)支護(hù)，待下一循環(huán)拉架后再將單體支柱回撤。

5 過底部空巷及暗井期間的頂板監(jiān)測

5.1 工作面頂板監(jiān)測

在工作面每個(gè)液壓支架上安裝一組數(shù)值壓力表或礦壓在線監(jiān)測分站，用于監(jiān)測液壓支架的初撐力和工作阻力。壓力表每架一個(gè)，監(jiān)測分站均勻分布安裝在液壓支架上（每15 架一臺），定期收集記錄觀測數(shù)據(jù)，并及時(shí)分析整理，做出預(yù)測預(yù)報(bào)。

5.2 超前支護(hù)和端頭支護(hù)的監(jiān)測

每天對工作面兩巷超前支護(hù)和端頭支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測檢查，用手持式壓力表監(jiān)測單體液壓支柱的初撐力及工作阻力，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)制定改進(jìn)措施，保證支護(hù)質(zhì)量符合要求。礦壓組根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，及時(shí)分析整理，做出預(yù)測預(yù)報(bào)。

5.3 兩巷頂板監(jiān)測

兩巷每隔50 m 安裝一組頂板離層儀，每兩天進(jìn)行一次監(jiān)測并做好臺賬記錄（工作面50 m 范圍離層儀每天觀測一次），通過分析離層儀數(shù)據(jù)做出頂板離層預(yù)測，發(fā)現(xiàn)離層及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)。

5.4 頂板監(jiān)測數(shù)據(jù)

表1 礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表

如表1 所示，本次觀測主要在工作面及兩巷超前支護(hù)范圍進(jìn)行，超前支護(hù)以外的地點(diǎn)經(jīng)抽樣檢測，整體壓力值無明顯變化。

6 結(jié)論

（1）綜放工作面跨暗井及底部空巷時(shí)，鋪設(shè)雙層人工假頂可以更有效地控制頂板。

（2）暗井及小窯空巷區(qū)域及其附近20 m 范圍圍巖應(yīng)力明顯增加，將影響范圍超前支護(hù)距離延長至30 m。

（3）對于底部空巷，抗壓強(qiáng)度為14.7 MPa 的底部巖層，當(dāng)巖層厚度大于2 m 時(shí)，底部不易發(fā)生塌陷，采用常規(guī)維護(hù)措施即可。

（4）跨廢舊暗井時(shí)，支架的初撐力控制在18～20 MPa 之間可有效控制頂板，且不會發(fā)生底陷。