厚煤层近距离跨巷开采实践

于志涛

摘 要：在煤矿回采过程中，为了通风或是运料，经常会遇到上面是煤层，底板有巷道的现象，在这种情况下，如果正常回采，在工作面推到底板巷道的上方时，底板巷道会开裂或塌陷，造成安全事故。如果不采，又造成资源浪费，为最大限度不浪费资源，在工作面推进时，势必会跨巷回采，也就是跨过底板巷道直接采煤。如何保证在跨巷回采时的安全，还要保证巷道继续发挥作用，那么就需要对底板巷道进行加固，然而受两帮压力和顶板采煤的影响，底板巷道的支护困难相当大，所以，做好底板巷道的支护技术研究，对节约资源、安全生产有着十分重要的意义。

关键词：煤层厚度；开采；回采

中图分类号： TD327 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）05-196-2

0 引言

通过在辛安矿214采区2145上块外段综放工作面成功实现跨上山开采，提高了采区回采率、缓解了采掘接替紧张状况，不但可以多回收煤炭资源，还减少了巷道掘进工程量，为以后类为今后矿井其他采区跨巷回采提供了可靠地技术支持和保障。

1 112145上块外段综放工作面概况

2145上块外段工作面为214采区上山煤柱中段，南北两侧分别与2145上块工作面、2103上块工作面采空区相邻，东西两侧分别以f214-2断层（H=9.5m，∠80°）、F37断层（H=73m，∠50°）为界。工作面上覆及下伏各煤层均未采掘。工作面开采煤层属二迭系下统山西组，煤层赋存稳定，煤厚变化小，工作面煤层厚度分别为4.2～4.4m，煤层平均厚度4.3m，煤层结构简单，煤层倾角最小19°，最大21°，平均20°。本工作面走向長度平均为220m，倾斜长度平均为90m。工作面基本顶为细粒砂岩，厚度12m，直接顶为粉砂岩，厚度1.4m，直接底为泥质粉砂岩，厚度3.9m，基本底为细粒砂岩，厚度9.0m。预计本工作面正常涌水量为0.1m3/min，最大涌水量为0.2m3/min，水文地质条件清晰，无水害威胁。

112145上块外段轻放工作面属边脚煤，回采过程中，必须从214轨道上山、214通风上山及214运煤上山上部通过才有可采储量，否则工作面还不够掘进成本。该工作面倾斜长度90m，112145上块外段轻放工作面与214三条上山层位关系为：与214轨道上山之间岩柱为37m，与214通风上山之间岩柱为16m，与214运煤上山之间岩柱为8m。三条上山担负着通风和运料的任务，即要保证畅通，还必须正常生产。由于煤层的回采引起顶板的垮落，造成巷道压力的变化，研究巷道压力变化的范围和强度对我们意义重大，现以运煤上山为例，研究工作面回采对底板巷道变形的影响。

2 跨巷开采的必要性分析

受214采区煤层赋存条件影响，2145上块工作面中间有一条f214-2（H=9.5m，∠80°）断层，2145上块工作面采至设计停采线处工作面以无法回采，2145上块工作面停采线距2103上块采空区距离为230m，考虑2014年产量及衔接情况，为提高采区回采率、缓解采掘接替紧张状况，不但可以多回收煤炭资源，还减少了巷道掘进工程量。矿相关技术人员经过分析论证，决定在2145上块工作面采空区与2103上块采空区中间布置一个工作面。可以增长该采区的回采时间，以解决矿井采掘接替紧张状况，并提高该采区回采率及为今后矿井跨上山开采积累经验。见图一2145上块综放工作面跨上山开采施工方案示意图。

3 跨巷过程中的管理及措施

3.1 跨巷前准备工作

112145上块外段工作面回采后，将在214采区上山上方形成宽度为90m的采空区，由于开采后受地引力重新分布的影响，预计在214采区上山受采动影响较为明显的区域为112145上块外段工作面正下方90m范围内，以及向东、向西各30m范围。为了避免214采区上山在跨巷回采期间及回采后遭到破坏，影响巷道的正常使用，经过综合分析后，我们预先对214采区运煤上山采取U36箍支护加固。

U36支护参数及要求：

①采用U36型钢支架进行加固，每架U36型钢支架由三节组成。

②U型钢支架间距为0.8m。

③U型钢搭接长度为400mm，采用6副卡兰和3副拉杆进行连接固定，每6°有1°的迎山角，并且保证柱腿打在实底上。

④卡兰螺母预紧力矩不小于300N·m。

⑤U型钢支架必须背紧背实，作为背板的板梁两端必须过梁，确保支架与巷道喷体紧密接触，防止支架受压不均匀，影响支护强度。

⑥U型钢卡兰螺丝必须上紧，达到设计预紧力矩，防止支架在受压过程中下滑。

3.2 跨巷回采过程中采取的措施

①跨采期间，避免工作面压力集中在采区上山处，严格执行正规循环，加快工作面推进速度，同时减少刮板输送机、采煤机和液压支架在采取上山上方停留的时间。

②严格按照规程措施执行，进行正规操作。

③加强机电设备管理，确保跨上山开采期间设备运行正常，尽可能减少设备故障率，为工作面提高正规循环率创造条件。采煤队除每天按规定对区域内设备进行检查维护外，出煤时，必须有一名电钳工现场跟班，以便于及时处理各类故障。

4 巷道变形观测及巷道变形数据总结

巷道变形观测来源于每条上山的9个观测点，观测频率每天观测一次，并对数据进行统计分析，当上巷推进62m，下巷推进55m时进入214轨道上山，再推进30m时进入214通风上山，再推进31m时进入214运煤上山上部，影响推进长度125m，运煤上山原始支护形式为锚网索喷

数据来源，首先在214运煤上山、214通风上山和214轨道上山上各设计9个观测点，观测点之间间距20m，每个观测点采用人工观测，观测方法：每个观测点处分别采用十字线标出四个点，每天观测一次，观测精度为1mm，用于测量顶底板和巷道两帮变化量，通过对214通风上山和轨道上山的变化观测分析得出，由于工作面与通风上山和轨道上山之间的岩柱大，回采期间基本不影响巷道变形，在此不再进行分析。当工作面距运煤上山小于14m（水平距离）时，巷道变形严重，每天顶板下沉3-4mm，底板鼓起3-4mm，每天两帮变形2-3mm，在工作面距离运煤上山14m-30m（水平距离）范围时巷道变形趋于平缓，每天顶板下沉1-2mm，底板鼓起1-3mm，两帮收缩1-2mm，当工作面距离运煤上山超过30m（水平距离）时，巷道变形基本恢复正常，不在进行分析，现仅以回采与运煤上山变形进行分析。

通过分析得出以下结论：

①U型钢支架支护施工方便，使用设备简单，易操作。

②工作面跨巷回采时，当工作面与被跨巷道岩柱为8m时，工作面在距被跨巷道30m前，被跨巷道就开始受到回采工作面的破坏，采用该加固方案必须在工作面距被跨巷道30m以前，被跨巷道必须加固完毕。

③工作面跨巷回采时，被跨巷道两帮和底板变破坏程度和速度要远大于顶板的破坏程度和速度，在采用该加固方案时，必须加强巷道两帮的支护强度，防止两帮破坏严重，在有条件的情况下，采取合理的支护方式对巷道底板进行加固，确保巷道正常使用以及巷道的稳定性。

5 回采工作面跨巷回采的建议

为减少跨巷回采对底板（采区上山）巷道的破坏，除选择合适的支护强度和支护方式外，还可以采取以下措施进行控制；带压擦顶移架，增大支架的初撑力，严格按照规程措施执行，严格执行正规循环，加快工作面推进速度，简短工作面推进对采区上山的影响，在工作面距运煤上山30m前必须对被跨巷道加固完毕。

6 结语

通过综采工作面跨上山开采技术在2145上块工作面的实践，增加工作面可采储量88728吨，创造经济效益1400余万元；同时，因该工作面回采期的延长，缓解了采区接替紧张状况。并且，此次112145上块外段工作面成功跨巷回采的经验说明， 只要做到科学组织、措施得当，并做到超前实施， 即使在8m岩柱的条件下进行跨巷回采，同样也可以达到目的，为矿井今后其他采区的跨上山开采提供了丰富的实践经验。