综采工作面过平行空巷技术措施

于元建

（山西煤炭运销集团锦瑞煤业有限公司，山西 吕梁 033000）

空巷由于其时间较长，部分支护已经破坏失效，在综采工作面过空巷期间顶板管理难度加大，存在严重的安全隐患，需采取技术措施保障工作面安全开采[1-4]。锦瑞煤业8101工作面推进过程中会揭露一条与工作面平行的空巷，工作面同时揭露空巷，工作面空顶面积大，顶板管理难度加大，需采取相应的技术措施，实现工作面回采安全高效。

1 工程概况

锦瑞煤业为瓦斯矿井，开采8号煤层，煤层厚度2.9～3.5m，平均3.2m，倾角0～11 °，含0～3层夹矸，夹矸厚度0.05～0.39m，为泥岩或炭质泥岩，煤层结构为简单～较简单，煤层顶底板情况见表1所示。8101综采工作面位于矿井东翼一采区，地面标高968.2～1076m，工作面标高716.4～806.5m，最大埋深320m，最小埋深237m，奥灰水位标高802～805m，突水系数小，为0.06MPa/m，属带压开采安全区。

表1 煤层顶底板情况表

8101 工作面倾斜长255m，走向推进长度1080m，采高3.1m，采用倾斜长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。液压支架采用ZY6800/21/43D双柱支撑掩护式支架，工作阻力6800kN，支撑高度2.1～4.3m，运输顺槽、回风顺槽均采用3组ZCZY10200/20/40超前支架。在工作面推进至923m处会遇到一条空巷，该空巷为全煤矩形断面，与工作面平行，长255m，宽5m，高平均3.2m，巷道两帮为锚网支护，顶部为锚索支护，空巷直接顶为石灰岩，顶板厚度3.5～4.2m。

2 补强支护方案

空巷年久失修，巷道围岩破碎，承载能力降低，部分支护体已经失效。综采工作面逐步接近空巷时，在采动支承压力作用下空巷围岩容易失稳，工作面煤壁易发生片帮从而产生冒顶，特别是在工作面揭露空巷时，工作面前方会出现大面积空顶现象，加大了工作面顶板管理难度，极易引起安全事故，必须对空巷进行补强支护，保证空巷顶板安全。

2.1 木垛、单体柱联合支护

在工作面距离空巷50m时，启封空巷密闭，并排除巷内瓦斯。为保证空巷位于超前支承压力升高区以及工作面过空巷期间空巷顶板的稳定，在锚杆、锚索支护的基础上，还需采用木垛和单体柱联合支护。单体柱间排距为1500×1500mm，每排4根，两侧单体柱距巷帮均为250mm。空巷内木垛支护中对中间距为6m，木垛木料为2.0m长、不低于Φ16mm的圆木，采用井字打设，圆木两接触面为平面。单体柱和木垛支护见图1所示。

图1 空巷单体柱和木垛支护图

2.2 锚杆、锚索补强

单体柱和木垛支护后，再顺序检查空巷内顶板及两帮锚杆、锚索支护和巷道围岩变形情况，在失效锚杆、锚索旁以及巷道围岩变形大的区域必须补打锚杆和锚索，保证空巷围岩的支护强度。由于工作面两端头处于应力集中区，为维护工作面过空巷期间两端头的稳定，需对空巷与工作面顺槽的交叉口进行加固。在空巷与顺槽交叉口巷帮进行锚杆补强，补强范围为空巷和顺槽巷帮各15m范围，在原空巷和顺槽两排巷帮锚杆中间打设3根锚杆，锚杆间距1200mm，锚杆型号及排距与原支护相同。

3 过空巷技术措施

3.1 工作面布置

由于空巷与工作面平行，为减小工作面同时揭露空巷范围，保证过空巷期间工作面顶板安全，对工作面进行调斜，使工作面逐步揭露并通过空巷。根据工作面矿压观测，工作面下端头压力显现较大。因此，采用工作面上端头超前下端头推进的方式来通过空巷。根据工作面机械设备情况，工作面过空巷时与空巷的夹角不易过大，在工作面距空巷35m时开始将工作面逐步调斜，采用头三尾一，即机头进3刀，机尾进1刀。当机头推进31.2m，机尾推进10.4m后，工作面机头与机尾进度之差不小于20m，工作面与空巷之间夹角为4°30＇。

按采煤机截深800mm计，每割一刀，揭露空巷10.2m，工作面推进时必须保证运输机平直。从工作面上端头揭露空巷开始，按每次800mm进刀计算，共割32刀，即工作面推进25m后，过空巷完毕，开始调直工作面。调直时每次割一次机头割三次机尾，直到工作面与两顺槽垂直，方可按正规循环作业。

3.2 工作面移架

（1）工作面与空巷接近割通时，作业人员要观测煤壁情况，严禁作业人员进入空巷。工作面即将揭露空巷时，应提前科学安排生产作业，保证工作面揭露空巷后可以连续生产作业，尽快推过空巷。

（2）工作面过巷过程中，各工种应协调配合，移架工序坚持追机移架，移架和采煤机滚筒间距不大于2m，间距大于2m时，必须停止割煤作业，待移架与滚筒间距满足要求时方可重新开始割煤。移架时采用带压擦顶拉架，移架后及时结顶，初撑力不小于24MPa，并及时打出前探梁，展开护帮板，保证护帮板支护前方空顶，尽可能减小空顶时间。

（3）进入煤壁工作时，必须先检查工作面顶板情况，并打设护身板和背帮柱，初撑力不小于90kN。

3.3 支护及回撤支柱和木垛

（1）在空巷中打设单体柱和木垛时，应由外向里的顺序依次进行，施工人员必须先进行敲帮问顶，及时地清除危岩、排除隐患。

（2）支设支柱时必须保持纵、横成线，支柱接实顶板后要持续注液3～5s，保证初撑力不小于90kN。

（3）撤除时，随着支架移进逐渐依次循环撤除，按照“先支后回”的原则进行支护，严禁空顶作业。

（4）对回撤地点的顶、帮情况进行检查，及时处理活石片帮，并对所撤支柱或木垛前后的支护进行加固。

（5）撤除单体柱和木垛支护时，需保持空巷内畅通，作业地点严禁无关人员进入。

4 矿压观测

本次8101工作面过空巷共历时5d，对工作面支架压力及现场支护效果进行了观测分析（见图2）。工作面在距空巷25m时，工作面来压明显，下端头及中部压力变大；在距离空巷5m左右时，空巷顶板明显下沉；在机头揭露空巷后，机头处来压显现剧烈，液压支架立柱下压达300mm，空巷内木垛有2处受压较严重，靠近机头处部分单体支柱出现弯曲。整体来看，对空巷进行补强支护，并采用工作面调斜逐步过空巷及追机擦顶拉架等技术措施后，过空巷期间工作面顶板控制效果较好，能够实现工作面安全过空巷。在今后遇到类似情况时，可提前对煤体进行注浆加固，保持煤体的整体性，提高煤体的强度，使煤体能够有效支撑工作面顶板，有力于维护工作面顶板安全。

5 结语

（1）综采工作面揭露空巷时，工作面顶板管理难度大，极易引起安全事故，采取单体支柱及木垛联合支护，配合巷内端杆、锚索补强，并对空巷与顺槽交叉口锚杆加固，可以有效控制空巷顶板安全。

（2）根据8101综采工作面情况，在距空巷35m时，需提前调斜工作面，不停班作业，使工作面逐步揭露并通过空巷，期间必须坚持做到追机擦顶移架，保证支架初撑力不小于24MPa。

（3）矿压观测分析可知，在工作面距空巷25m时，来压明显，工作面下端头及中部压力变大；距离空巷5m左右时，空巷顶板出现明显下沉；机头揭露空巷后，机头处剧烈来压，液压支架立柱下压达300mm。整体来看，过空巷期间工作面顶板控制效果较好，实现了工作面安全过空巷。

图2 过空巷期间支架压力监测图