综采工作面间小煤柱补强支护技术

于 涛

（同煤集团总调度室，山西 大同 037003）

1 工作面概况

塔山矿三盘区山4#层8312工作面可采走向742m，倾向228m，采高3.6m，采煤方法为综合机械化后退式倾斜长壁开采，一次采全高，采空区采用直接垮落法进行管理。

工作面位于塔山三盘区西翼，工作面北部为在采8311工作面，南部为实煤区，东部为三盘区西翼盘区巷，西部隔40m煤柱与挖金湾井田山4#层8201工作面相邻。工作面为两巷布置，两条顺槽与三盘区西翼三条大巷的夹角为76°。2312皮带顺槽、5312辅助运输顺槽沿山4#煤层顶板掘进。2312巷受到相邻8311工作面采空区基本顶支撑动压影响，影响范围为8311工作面煤壁线至首采工作面采空区帮范围内对应2312巷采位范围。挖金湾井田山4#8201工作面采空区支撑压力对8312工作面无影响。

2 2312巷道补强支护

2312巷作为进风、运煤巷，布置皮带运输机、转载机、破碎机、设备列车等设备，与三盘区西翼回风巷夹角76°，矩形断面，净宽度5.1m（2312巷受8311工作面回采后影响及支设木柱影响，巷道净宽度4.6m），净高度3.2m，采用“锚杆+锚索+W钢带+方铁托板+金属网”联合支护，巷道长度852.6m（距回风巷巷口），与2311巷共用段巷道采用混凝土铺底，铺底厚度200mm（其余顺槽巷部分由于巷道压力较大，回采期间会出现底鼓现象，需要进行起底作业，故不做硬化处理）。为了保证2312巷人行通道畅通，在采煤帮侧布置转载机、破碎机及皮带运输机，并且吊挂三趟管路，分别为Φ108mm压风管、Φ108mm静压水管、Φ108mm排水管各一趟管（与2311巷共用段巷道三趟管路吊挂在煤柱帮），两趟10kV电缆，一趟660V电缆及各种监测监控线吊挂在采煤侧巷帮上；在煤柱侧铺设轨道，在该轨道上稳设移动变电站、各部开关、自动控制站、乳化液泵站、喷雾泵站等组成设备列车。防爆胶轮运输车可进入2312巷（由于8312工作面2312巷留设6m小煤柱，在回采相邻8311工作面过程中为防止后期煤柱帮应力集中造成巷道煤柱帮变形，将煤柱帮侧所有调车硐室全部进行砌碹封堵，防爆胶轮运输车只能倒向驶入2312巷）。巷道支护参数如图1所示。

图1 8312工作面2312巷巷道断面示意图

2.1 煤柱补强支护

由于8312工作面为小煤柱开采工作面，在回采相邻8311工作面过程中，面间煤柱裂隙发育明显，片帮严重，2312巷部分区域变形。因此，8312工作面2312巷巷道保护煤柱帮，由8311面现采位向外采用“锚索+W钢带+方铁托板”进行了补强支护。

对拉锚索长度6600mm，直径21.8mm，在煤柱侧巷帮共布置2排对拉锚索，排间距2400×1100mm，锚索贯通后，锚索煤柱两侧配方铁托板（300×300×16mm）+W型钢带（1400×250×4mm）紧固，主要在2311巷进行紧固，设计张拉力不得低于130kN，具体布置如图2所示。

2.2 巷道顶板补强支护

紧靠煤柱侧支设一排3根/组的木柱（2312巷与原8311工作面2311巷共用段巷道不进行补强支护），每组木柱间均匀布置2根贴帮木柱进行补强支护，并保证木柱必须支设成一条直线。为防止巷道集中应力将2312巷煤柱帮补强锚索扯断飞出伤人，回采8312工作面前必须将2312巷煤柱帮补强支护区域的护帮锚索全部用废旧皮带进行遮挡，并用8#铅丝将皮带与原煤柱帮的金属网扭结牢靠。支护参数如图3所示。

图2 2312巷保护煤柱帮补强支护示意图

图3 8312工作面2312巷巷道顶板补强支护图

3 巷道卸压

在回采8311工作面期间，KLJ7型链臂切顶机在 5312巷里程 120～190m、255～276m、316～367m进行切顶试验，已将顶板进行切缝。具体参数：距5312巷煤柱帮400mm垂直顶板向上施工切缝，切缝宽度45mm，深度6.45m，切缝区域顶板采用“锚杆+锚索+金属网+W型钢护板+方铁托板”进行补强支护，补强锚杆与补强锚索在切缝区域两侧布置。如图4、图5所示。

图4 2312、2311巷煤柱补强支护断面示意图

图5 8312工作面5312巷切缝区域补强支护图

4 安全技术措施

4.1 防止2312巷煤柱帮补强锚索拉断飞出

（1）工作面回采前，2312巷煤柱帮补强锚索全部用废旧皮带进行遮挡，用耙钉将遮挡皮带与支设的木柱进行固定，防止崩出的对拉锚索伤人。

（2）每班作业前，必须严格执行“四位一体”检查，确认安全后方可作业。作业时必须保证安全通道畅通，符合规程规定。

（3）每班作业前，首先对2312巷煤柱帮进行检查，发现煤柱帮有松的皮带必须先进行捆绑，保证与金属网连接牢固。

（4）工作人员在2312巷进行作业时，必须时刻注意观察巷道煤柱帮变化情况，发现隐患及时汇报，并撤离此危险区域。

（5）作业人员严禁在设备列车与保护煤柱之间进行作业，如必须进行，则最少两人协助进行。有一人负责观察巷道煤帮及顶板变化情况，发现隐患立即通知作业人员撤离此危险区域。

（6）检修设备列车上的设备或拉移设备列车时，必须多人进行协调作业。专人负责观察作业地点巷道的变化情况，发现隐患立即通知作业人员撤离此危险区域。

4.2 减缓顺槽巷道及超前段(端头)顶板压力显现

（1）对锚杆及锚索预紧段采取防崩落措施。

（2）对压力显现区域，按禁区管理，严禁人员进入作业。

（3）根据压力显现情况，适时采取卸压措施（开卸压槽或打卸压孔，采用水压致裂进行切顶致裂）。

（4）压力显现区域及时采取补强支护或支设木垛等措施

（5）加强日常矿压观测及两巷变形观测，要求综采队组进行十字布点，每日进行测量记录，并及时在作业会上通报巷道变形情况。由生产技术部分析每日通报数据，针对性的采取补打锚索、帮锚索或支设木垛等措施。

（6）加强头、尾超前支护强度和超前支护长度。

4.3 防止煤柱帮对拉锚索崩出

及时对巷道底鼓区域进行起底，保证巷道高度不低于3m，起底后保证巷道底板平整无浮矸。按照技术科出具设计及时在2312巷煤柱帮支设木柱，并在木柱间吊挂皮带遮挡崩出的对拉锚索。

5 效果

根据8311工作面回采后相邻2312巷变形情况可以看出，补强支护除个别区域煤柱存在煤体凸出、压力相对较大外，大部分区域效果良好，有效地避免了2312巷变形为后续回采8312工作面带来的不利影响。