張燕晨

(太原理工大學(xué),山西太原 030024)

綜采工作面過(guò)空巷技術(shù)研究

張燕晨

(太原理工大學(xué),山西太原 030024)

綜采工作面開(kāi)采過(guò)程中通過(guò)年久失修的或者廢棄的巷道,稱為空巷。對(duì)于綜采工作面來(lái)說(shuō),過(guò)空巷是煤礦開(kāi)采的技術(shù)難題,這個(gè)難題到目前也沒(méi)得到很好的解決。本文重點(diǎn)探討綜采工作面過(guò)空巷技術(shù),這為綜采工作面過(guò)空巷提供了一種較好的方法和途徑,實(shí)現(xiàn)了綜采工作面的連續(xù)開(kāi)采,為相似開(kāi)采條件下的綜采工作面過(guò)空巷提供實(shí)際的參考價(jià)值。

綜采工作面 過(guò)空巷 研究

1 概述

綜采工作面開(kāi)采過(guò)程中通過(guò)年久失修的或者廢棄的巷道，稱為空巷。按照空巷與工作面相對(duì)應(yīng)的空間位置，可以分為本層空巷、上層空巷、下層空巷三種類型。對(duì)于綜采工作面來(lái)說(shuō)，過(guò)空巷是煤礦開(kāi)采的技術(shù)難題，這個(gè)難題到目前也沒(méi)得到很好的解決?？障锒嗍懿蓜?dòng)影響，均有程度不同的變形與破壞。有些空巷廢棄后積聚水、瓦斯和其他有害氣體。工作面與空巷貫通后極易造成工作面通風(fēng)系統(tǒng)紊亂，甚至風(fēng)流短路。貫通后空頂距增大，由于空巷受采動(dòng)影響，支護(hù)變形、支柱插底、巷內(nèi)未回收的殘留雜物等，都會(huì)給綜采工作面生產(chǎn)帶來(lái)極不利因素，因此要重點(diǎn)研究綜采工作面過(guò)空巷技術(shù)，確保煤礦安全生產(chǎn)。

2 綜采工作面過(guò)空巷技術(shù)

2.1 事前維護(hù)空巷

事前維護(hù)空巷的目的是為了對(duì)采動(dòng)壓力加強(qiáng)的情況下空巷的變形破壞進(jìn)行有效地控制，以在容許的范圍之內(nèi)控制巷道的變形量，進(jìn)而保障空巷和工作面的直接連接，不會(huì)出現(xiàn)巷道的冒頂和塌落。對(duì)于木棚支護(hù)的原始支護(hù)巷道，在空巷沒(méi)有受到動(dòng)壓影響之前需要強(qiáng)化維護(hù)空巷。維護(hù)的手段是：打設(shè)帶帽點(diǎn)柱和加套棚子的被動(dòng)支護(hù)以及頂板借助錨桿加錨索和鋼筋網(wǎng)支護(hù)的主動(dòng)支護(hù)，并且借助貼幫點(diǎn)柱和兩幫打設(shè)幫錨桿的輔助支護(hù)進(jìn)行維護(hù)。結(jié)合頂板的現(xiàn)狀，在場(chǎng)地確定錨索和錨桿間的距離，然而，棚距不可過(guò)大。借助梁、網(wǎng)、錨組合支護(hù)小端面的位置，在大跨度與交叉巷道口處借助點(diǎn)柱和錨索進(jìn)行支護(hù)。將工字鋼或者是套板梁加在固有的鐵棚之間，將單體打設(shè)在兩端，單體應(yīng)當(dāng)見(jiàn)底，以及迎山有力，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的初撐力。將順槽抬棚架設(shè)在空巷口的位置，棚梁下面務(wù)必三柱一梁，單體應(yīng)當(dāng)見(jiàn)底，具備有力的支撐。在經(jīng)過(guò)空巷之前，加打中柱強(qiáng)化支護(hù)空巷里面的棚子，架設(shè)傾斜抬棚和走向抬棚一起對(duì)超前控制頂板進(jìn)行支護(hù)。任何托頂煤的巷道，都借助帶帽點(diǎn)柱加單體實(shí)施又一次地維護(hù)，將工字鋼梁補(bǔ)架在壓力比較大的交叉口位置，進(jìn)而確保在推進(jìn)的時(shí)候?qū)敯鍖?shí)施支護(hù)。

2.2 控制工作面的頂板

制約工作面可否經(jīng)過(guò)聯(lián)巷的一項(xiàng)重要技術(shù)是聯(lián)絡(luò)巷和工作面采通之前的煤壁控制。根據(jù)煤體非常得松散易冒的特性，由距離聯(lián)絡(luò)巷10m的位置，實(shí)施“頂板控制、加速推進(jìn)”的技術(shù)管理策略，對(duì)前煤體的片幫實(shí)施人為化地控制，以使周期來(lái)壓破壞減輕。在工藝操作方面，認(rèn)真地貫徹實(shí)施煤幫超前維護(hù)技術(shù)、超前移架與帶壓移架，堅(jiān)決不允許任何不當(dāng)操作導(dǎo)致的片幫，以及倘若存在冒頂空洞，迅速地實(shí)施勾頂，避免擴(kuò)大冒頂?shù)膮^(qū)域。

2.3 調(diào)整偽斜技術(shù)

在工作面跟平行空巷接近前的時(shí)候，在距離小窯巷道大概30 m位置的時(shí)候，務(wù)必事前最大程度地調(diào)整工作面的偽斜，以使空巷和工作面的夾角增大，使得斜交過(guò)巷形成，并且使空巷集中應(yīng)力有效地避開(kāi)。工作面在采掘到空巷前的時(shí)候，調(diào)整工作面?zhèn)涡苯?°，讓機(jī)頭段支架事先溝通空巷，確?？障镒钚』匾淮谓衣睹娣e。能夠借助斜采手段，進(jìn)而確保在回采的時(shí)候，減少工作面頂板暴露面積，最終保證過(guò)空巷的安全和順利。

2.4 裝置質(zhì)量的保障

經(jīng)過(guò)空巷的工作面，提前要求輸送和采煤等一系列的系統(tǒng)綜合性地檢修機(jī)電裝置，并且確保易損備件的落實(shí)到位，確保過(guò)空巷的過(guò)程中不發(fā)生事故，進(jìn)而使推進(jìn)的速度加快，在采掘的過(guò)程中進(jìn)行支護(hù)，并且使空頂?shù)拿娣e與時(shí)間減少，避免出現(xiàn)冒頂情況。

2.5 安排工序

針對(duì)強(qiáng)度較大的綜采開(kāi)采強(qiáng)烈顯現(xiàn)超前壓力的特性，在總體上，實(shí)施調(diào)整偽斜和逐段通過(guò)的策略，并且在工作面傾斜長(zhǎng)度的范圍之內(nèi)，由于分段的壓力而表現(xiàn)出不同的顯現(xiàn)。為此，在經(jīng)過(guò)的策略上也存在著差異性。通常比較強(qiáng)烈的壓力顯現(xiàn)的位置的上下出口范圍之內(nèi)的應(yīng)力比較集中。所以說(shuō)，過(guò)聯(lián)巷頂板控制的關(guān)鍵是上下出口位置。先是揭露聯(lián)巷之后工作面材料巷，通過(guò)“整體調(diào)整中間進(jìn)而迅速經(jīng)過(guò)兩頭”的策略，對(duì)于工作面機(jī)尾的位置，先是將力量集中起來(lái)，然后以最短的插刀迅速地經(jīng)過(guò)，后期對(duì)經(jīng)過(guò)的中部位置平穩(wěn)，且調(diào)整和準(zhǔn)備好工作面所有經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)巷，在最后的時(shí)候，在機(jī)頭位置以短刀迅速地經(jīng)過(guò)?？v觀通過(guò)過(guò)程中壓力的顯現(xiàn)，頂板壓力有著顯著地增大，且都實(shí)現(xiàn)了額定的運(yùn)行阻力。實(shí)施這種技術(shù)，能夠使壓力大和應(yīng)力高導(dǎo)致的頂板管理的被動(dòng)性有效地緩解，從而對(duì)下沉的頂板與下縮的支架進(jìn)行控制。

3 綜采工作面過(guò)空巷的效果

3.1 安全方面

通過(guò)采取在空巷內(nèi)支設(shè)單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)、調(diào)整工作面與空巷的角度、縮小工作面與空巷的底板高差、加強(qiáng)礦壓觀察等一系列有效措施，解決了以往過(guò)空巷時(shí)在空巷內(nèi)采取套棚、支設(shè)木垛、支架上方構(gòu)頂?shù)炔僮麟y度大、安全性較差等問(wèn)題，大大減少了瓦斯及冒頂事故發(fā)生的可能性，為操作人員創(chuàng)造了一個(gè)安全的工作環(huán)境，杜絕了安全事故的發(fā)生，取得了良好的安全效益。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益方面

某礦綜采工作面采用過(guò)空巷技術(shù)，回采工作面過(guò)空巷期間，可以利用原有的錨網(wǎng)支護(hù)和增設(shè)單體液壓支柱，加強(qiáng)頂板管理，大大節(jié)約了坑木消耗，減少了工時(shí)，提高了生產(chǎn)效益，多出原煤一萬(wàn)多噸，為本礦增加經(jīng)濟(jì)效益約500萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下，借助科學(xué)的技術(shù)方式以及調(diào)整工作面，能夠確保工作面經(jīng)濟(jì)、順利、安全地經(jīng)過(guò)空巷，它的技術(shù)策略是全面的和系統(tǒng)的，然而優(yōu)化工序、控制頂板和調(diào)整偽斜是關(guān)鍵性的內(nèi)容，需要科學(xué)地把握與有側(cè)重地探究。此外，空巷務(wù)必具備好的支護(hù)現(xiàn)狀。

[1]孫文華.煤礦綜采新工藝新技術(shù)與機(jī)械設(shè)備選型實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)知識(shí)出版社,2008.

[2]徐永圻.采礦學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2000.

[3]任文軍,邢軍利,王春雷.綜采面局部漏頂支架初撐力與架形協(xié)調(diào)分析[J].陜西煤炭,2011,30(1):25-27.

[4]張榮立,何國(guó)緯,李鐸.采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2003.

[5]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009.

張燕晨(1986—),男,漢族,山西晉城人,2007年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)行政管理專業(yè),現(xiàn)在山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽(yáng)煤礦分公司從事采礦技術(shù)與管理工作。