综放孤岛工作面过应力集中带下部空巷实践_武勇吉.pdf

江西煤炭科技2023年第1期图161115综放工作面下部空巷分布位置摘要：6 1 1 1 5综放工作面为孤岛工作面且采面下方存在有废弃空巷，该空巷在采动压力作用下容易出现围岩失稳，采面在空巷上方推进时容易出现综放设备、工作人员陷入空巷内等问题。根据工作面现场情况，拟定采用空巷加固、采面调斜、空巷影响区不放煤等技术，制定采面过空巷安全措施；现场应用后，工作面在过下部空巷期间底板及综放设备始终保持稳定，采面耗时8d顺利通过下部空巷影响区，应用取得显著成果。关键词：综放开采；孤岛工作面；下部空巷；围岩加固；木垛支护中图分类号：TD8 2 3.4+9；TD8 2 3.8 9文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 5 7 2（2 0 2 3）0 1-0 0 2 2-0 3Practice of Crossing Stress Concentration Zone underneath Abandoned Roadway in Full-mechanized Island Coal FaceWu Yongji(Liuwan Colliery,Shanxi Fenxi Mining Industry Group Co.,Ltd.,Xiaoyi,Shanxi 032303)Abstract:61115 fully mechanized coal caving face is an island face and there are abandoned roadways under the face.Under theaction of mining dynamic pressure,the surrounding rock of the abandoned roadways is easy to lose stability.When the face ispushed above the abandoned roadways,problems such as fully mechanized coal caving equipment and workers falling into theabandoned roadways are easy to occur.According to the site conditions of the working face,it is proposed to adopt technologiessuch as abandoned roadways reinforcement,face slope adjustment,no coal caving in the affected area of the abandoned roadways,to formulate safety measures for the abandoned roadways crossing,whose field application shows that the floor and fullymechanized caving equipment of the working face are always stable when crossing the underneath abandoned roadway,it takes 8days to successfully cross the affected area of the underneath abandoned roadway,and achieves remarkable results.Key words:full-mechanized caving mining;island coal face;underneath abandoned roadway;surrounding rock reinforce;woodcrib support综放孤岛工作面过应力集中带下部空巷实践武勇吉（山西汾西矿业集团有限责任公司柳湾煤矿，山西孝义0 3 2 3 0 3）空巷一般是由于开采设计变更、小煤窑无序开采等原因而遗留的废弃、无维护巷道。空巷在长时间废弃、密闭环境下往往会导致水、瓦斯等富集，且由于未维护往往出现煤壁片帮、顶板网兜等情况1-3。现阶段工作面过空巷常采用空巷充填、锚网索支护、木垛支护等措施4-8。柳湾煤矿建矿已有6 0余年，在其井田范围内小窑破坏严重，已形成的孤岛工作面在生产过程中存在遇小窑空巷、应力集中带等诸多问题，若采用绕采的方式，会造成很大的资源浪费。因此，需要探寻一种回采工作面安全可靠的方法通过小窑空巷等特殊地质变化地段，减少资源浪费，并为以后遇到类似情况提供经验参考。柳湾煤矿6 1 1 1 5综放工作面（以下简称工作面）为孤岛工作面，采面底板下方存在有小煤窑废弃空巷，采面在回采过废弃空巷时面对空巷围岩失稳、综放设备下陷等问题，会给工作面安全回采带来较大制约8-9。柳湾煤矿通过技术研讨并结合工作面现场情况，针对性采用超前探测、空巷加固、调整采面开采工艺等过下部空巷技术，取得了较为显著的应用成果。1工程概况6 1 1 1 5综放工作面为孤岛工作面，东西侧分别为6 1 1 1 3、6 1 1 1 7采空区，南侧为盘区胶带、轨道巷等，北侧为盘区边界。工作面设计推进14 8 5m、切眼斜长2 0 1m，开采1 1#煤层，厚度5.4 3m，采2 2江西煤炭科技2023年第1期放比为1:1.0 8；1 1#煤直接顶为厚2.5 8m页岩；老顶为厚5.0m的K2灰岩；直接底厚5.0m的高岭土泥岩。1 1#煤层与1 0#煤层（厚度1.8m）间距为1.0m；1 1#煤层上覆3.5m为厚度1.8m的9#煤层，6 1 1 1 5综放工作面布置如图1所示。6 1 1 1 5综 放 工 作 面 靠 近 材 料 巷 底 板 下 方1.2 6.5m位置存在有废弃空巷，具体空巷位置如图1所示。该空巷呈V字形布置，空巷口距离V字拐点处5 2m，V字拐点至空巷冒落处4 7m（层间距大于5m），底板废弃空巷巷高、巷宽均为2m，采用锚网索支护工艺，空巷拐点处距离工作面1 5.7m。底板空巷顺工作面倾向影响范围为9 6#1 3 4#支架，其中V字拐点与材巷的垂直距离为4 1m，顺推进方向空巷垂直长度为3 2.6m。工作面推进期间，1 0 6#支架先推进至空巷上方，随后每推进1m向机尾延伸0.8m，即每一循环向机尾延伸0.4 8m，直至机尾处割通空巷口。2采面过空巷技术2.1空巷维护下部空巷拐点至巷头4 7m范围空巷顶板与1 1#煤层底板间距均在2m以上，采用木垛支护时将木垛中心距设定为2 3m；拐点往外3 7m范围为木垛支护，木垛边一边间距为0.5m，再往外8m范围对已支设密集木垛间隙填充料石；巷口7m范围底部密铺3.6m棚板，上部充填料石，如图2所示。2.2过空巷工艺6 1 1 1 5综放采面回采过下部空巷采用的工艺流程为：下部空巷勘探下部空巷维护标定警戒区域斜摆工作面留底煤工作面底板探测工作面随探测情况通过恢复原先采煤工艺1 0-1 1。具体做法包括：（1）工作面推进至距空巷1 0m时，由地测科核实空巷准确位置，工作面9 6#1 3 4#架段逐渐平缓往起留底煤，留煤厚度3 0 0 5 0 0mm，均匀留厚，不得出现台阶，同时空巷与工作面斜交的5m范围内不放顶煤。（2）工作面推进至空巷时慢速通过，每次割煤时、移溜前检查底板空巷情况，无塌陷、裂缝时再慢速拉架。（3）当出现割通底板情况时，要视底板空巷充填情况在揭露处充填煤矸、废旧道木，必要时顺工作面方向密铺3.6m长棚板（平面朝上），防止支架下沉。（4）升架时缓慢送液，注意底板情况，防止升架过多导致底板塌陷，当出现倒架情况时，视现场情况使用单体支柱配合相邻支架扶正。（5）根据周期来压情况提前调整空巷影响区域以外的支架，防止空巷影响区域因受力过大导致支架底陷、死架。2.3安全措施（1）割煤3 5m及时拉架，当拉架作业出现异常时，煤机要停机等待，割煤过程中若发现割通底板空巷时，采煤机司机需将煤机退回至平缓地点并闭锁煤机，专人查看底板空巷情况，确认充填严实后方可继续通过。（2）当割通底板空巷有涌水情况时，立即停止并闭锁煤机，将滚筒降至底板，并通知人员撤离、汇报调度室。（3）当工作面至空巷口时，煤机司机密切注意底板处所充填料石，防止损坏截齿，影响推进时应图2采面底板空巷维护说明：6 1 1 1 5材巷底板空巷本次设计支护长度为5 2m，从空港口往里7m范围内充填料石、棚版，8 1 6m范围内支设密集木垛，1 6 5 2m范围内木垛间距为0.5m。空巷口材巷底板与空巷拐点处高差1 1.3m，空巷口往里7m范围层间距小于2m。2 3江西煤炭科技2023年第1期将高出底板以上的充填料石搬出至机尾不影响行人、作业的地点。（4）拉架作业时人员要站在本架底座上并与邻架保持一定距离，防止支架倾斜、下沉伤人，拉架时要慢速，当出现下沉趋势时停止移架，在底座下方充填煤矸后再继续拉架。（5）工作面留底煤推进时，要同时密切注意顶板情况，必要时可适当降低采高，防止破顶，过空巷期间标出空巷警戒线位置，每班按推进延伸关系大致标记空巷影响支架及相邻支架，人员在工作面行走时密切注意脚下，防止支架倾斜、下沉夹脚。（6）人员在前溜子作业时必须将前溜子及煤机闭锁（煤机停在靠机头方向底板平整、顶板完好的地点），并支设护帮点柱。（7）工作面通过下部空巷后立即恢复原有采煤工艺，严格控制工作面层位。3结论工作面回采期间受到较大的采动压力作用，在采面回采过底板空巷时底板空巷在矿压作用下容易出现围岩失稳、支护体系失效等问题，导致综放设备、工作人员等下陷，不仅制约采面生产效率，而且存在较大安全风险；6 1 1 1 5综放工作面通过采用空巷加固、采面调斜等技术并严格执行安全措施，取得如下应用效果：1）空巷采用木垛支护，即在空巷顶板与工作面底板层间距大于2m时木垛间距为0.5 1m；空巷顶板与工作面底板层间距小于2m时采用密集木垛配合充填的方法加强支护，采面回采期间空巷始终保持稳定。2）在 采 面 过 下 部 空 巷 时 采 面 预 留3 0 0 5 0 0mm底煤，适当增加采面底板与空巷顶板间间距，降低空巷围岩压力。3）采面过空巷技术与绕采相比减少资源浪费，估算节省人工费1 1 0万元、减少资源浪费4 0 0万元，多创收5 1 0万元；可充分利用现有设备、工艺等，难度不大，便于推广。参考文献：1 蔡俊林，杜鹏荣，高继耀，等.南庄煤矿煤柱回收工作面过底板空巷高水充填技术研究J.长治：煤，2 0 2 2，3 1（3）：2 8-3 1，6 9.2 周明.大采高工作面过空巷高水材料充填技术实践J.山东煤炭科技，2 0 2 2，4 0（2）：4 2-4 4.3 王成，熊祖强，王春.超长工作面过大断面平行空巷充填支柱支护技术研究J.徐州：采矿与安全工程学报，2 0 2 1，3 8（4）：7 3 9-7 4 8.4 王江.综采工作面过空巷支护技术研究J.太原：机械管理开发，2 0 2 1，3 6（1）：1 4 5-1 4 6，1 4 8.5 李鹏，康志鹏.古城煤矿长综放无煤柱工作面过空巷方案研究J.长治：煤，2 0 2 0，2 9（8）：5-7，1 0，7 5，9 3.6 康国彪，范文胜.超长综采工作面过小间距下部顺槽技术J.陕西煤炭，2 0 2 0，3 9（S 2）：1 5 4-1 5 8.7 柳昭星，曹祖宝，罗利卜.房柱式采空区下部综采工作面 过 空巷 支护 研究 J.乌 鲁木齐：西部探矿 工 程，2 0 1 6，2 8（9）：1 5 4-1 5 6，1 6 0.8 平小艳.综采工作面过下层空巷技术研究J.重庆：自动化应用，2 0 1 9（1 2）：1 3 9-1 4 0.9 宋鹏.超长工作面过大断面空巷充填支柱支护技术J.山西焦煤科技，2 0 1 9，4 3（8）：3 2-3 5.1 0 赵慧波.综放煤柱工作面过空巷矿压规律实测分析与研究J.长治：煤，2 0 1 7，2 6（8）：1