挑棚法过底空巷道在百善煤矿的实践应用

刘波 李道雅 苗永晏

摘 要：目前，全国煤炭市场萧条，煤矿企业面临危机，为应对危机，最大化降低吨煤成本成为首要措施，在此背景下，从技术角度出发，探究摸索612煤柱2工作面过底空巷道的新方法，提高煤矿经济效益迫在眉睫。文章对传统的打连体木垛法和挑棚法做了对比和详述，实现了过底空巷道的技术突破，为我矿和同行今后类似的技术难题提供了参考和借鉴。

关键词：挑棚法；底空巷道；连体木垛

1 现状分析

近年来，百善煤矿井下煤炭储量逐年减少，矿井不可避免的进入衰老期，井下各采区煤炭资源日渐枯竭，为了最大程度的回收不可再生资源，焕发衰老期矿井的活力，我矿采掘头面多为边角块段和煤柱，储量少、工作面顶板破碎、压力较大，地质条件复杂多变，且工作面内多联巷和底空巷道，回采时存在一定难度，而且出煤少，材料消耗量大，造成吨煤成本较高，经济效益低下。目前，全国乃至全世界煤炭市场萧条，为应对危机，降低煤炭吨煤成本成为煤炭企业首要措施。

2 问题的提出

为了最大程度的回采出日益减少的煤炭资源和降低吨煤成本，减少材料通入使用，百善煤矿采煤二区针对目前612煤柱2工作面即将过底空巷道现状，经分析、研究、对比决定用挑棚法过12采区轨道巷（底空），代替传统的打连体木垛的方法通过底空巷道。

3 工作面概况

612煤柱2块段Ⅱ工作面位于12采区南部。北部以6123收作线为界，南部以12采区皮带巷为界，东部以原工作面沿空留巷为界，西部为6122采空区。工作面范围内煤层赋存稳定，煤层底板赋存标高-115.5～-143.6m。煤层厚度1.9～3.0m，平均煤厚2.8m，煤层倾角5～20°。工作面内穿插有联巷和12采区轨道巷（底空），12采区轨道巷由全煤巷道逐渐过渡到全岩巷道，巷道支护方式为工字钢架棚支护。

4 过底空巷道方法

4.1 12采区轨道巷（底空）与煤层相对位置

612煤柱2工作面推进至12采区轨道巷G15点前约14m处向外，工作面将从12采区轨道巷上方通过，通过时先从半煤岩段（长约67m）过渡到全岩（长约95m）。

4.2 工作面过底空巷道前超前管理12采区轨道巷

工作面通过底空之前采用挑棚的方法超前管理12采区轨巷道，超前工作面不少于20米。挑棚采用DZ-28液压单体配合HDJA-1200型铰接顶梁挑棚，替掉原巷道工字钢棚支护。

4.3 工作面过底空巷道时提前回棚

为了保证施工期间的安全，超前管理的底空巷道必须提前工作面一棚到两棚回掉超前管理的底空巷道，让上方煤顶垮落填实底空巷道。示意图见图1。

4.4 工作面过底空巷道时下底梁

612煤柱2工作面推进至底空巷道时，利用巷道上部自然垮落的煤矸填满底空部位，此时人工底板较为松软，造成单体钻底，初撑力不达标，为了保证该段工作面支柱初撑力达到标准，需要在工作面底空位置下底梁（规格：Φ0.2×2.0m两面见光木料），该段的液压单体生根在底梁上面，工作面过12采区轨道巷时的剖面图见图1。

注：1-单体支柱；2-铰接顶梁；3-刮板机；4-底梁；5-柱鞋

图1 工作面过12采区轨道巷（底空）剖面示意图

5 施工中存在的技术难题和解决方法

由于工作面回采过程中工作面顶板与12采区轨道巷顶板存在落差，工作面轨道巷口的顶板超前管理比较困难，为了保证安全顺利通过底空巷道，经工作小组研究，采用以下步骤施工：

（1）先将12采区轨道巷挑棚最里一节回收成一梁一柱（里侧的单体先回收），然后再将该节挑棚两侧的背帮柱回出。

（2）12采区轨道巷里口重新管理好顶板后，将挑棚最里一节的单体和铰接顶梁回收完。回柱时必须及时挂笆背帮，防止煤、矸窜到挑棚内。

（3）12采区轨道巷里口超前管理顶板掉落的碎煤矸要填平回棚处底空部分，与工作面底板平齐。不能填实时在工作面侧人工攉煤矸将底空部分填平。

（4）工作面推至底空位置时在每排支柱下顺工作面方向垫底梁（规格：Φ0.2×2.0m两面见光木料），工作面采取直接推过的方法通过12采区轨道巷。

6 方法比较

6.1 打连体木垛法

矿井目前传统的常用方法，在准备的通过的底空巷道内用木料打连体木垛的方法结实顶板，预防工作面地板冒落。需要投入大量的木料。

6.2 挑棚法

用液压单体支柱和铰接顶梁挑棚，替换掉原巷道工字钢棚支护。在回采过程中，提前回掉支护，依靠顶板冒落的煤矸填实底空巷道，为了增加地板比压和单体支柱初撑力达标，在工作面底板下底梁。采用挑棚的方法不仅能全部回收原架棚用工字钢，避免了打连体木垛不能全部回收或造成报废的弊端，还节省了打连体木垛需要投入使用的木料。

6.3 方法比较

经过我单位现场应用实践，挑棚法代替打连体木垛法过底空巷道取得了圆满成功，前后经过约2个月时间，安全通过底空巷道约90m，经初步计算，大约节约打连体木垛木料（规格：Φ0.2×2.0m半圆木）1700余根，按每根80元计算，节省1700×80=136000元。多回收重复利用100余根工字钢，按每根270元计算，节省100×270=27000元，总计节省约136000+27000=163000元，经济效益明显。

7 结束语

经过百善煤矿采煤二区长达3个月的现场应用和实践，安全顺利通过了12采区轨道巷（底空）。此探索性技术创新方法不仅取得了明显的经济效益，更实现了我矿过底空巷道的技术突破，为今后相关方面的问题积累了丰富的实践经验，将产生间接的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[2]煤炭工业部.煤矿安全规程[S].北京：煤炭工业出版社，1986.

[3]谭云亮.矿山压力与岩层控制[M].北京：煤炭工业出版社，2007.

作者简介：刘波，男，山东济宁人，2011年毕业于山东科技大学采矿工程专业，皖北煤电集团公司百善煤矿助理工程师。