崔 躍

(新疆呼圖壁縣石梯子西溝煤礦，新疆 呼圖壁 831200)

1 礦井采掘現(xiàn)狀概述

按原《呼圖壁縣石梯子西溝煤礦初步設(shè)計(jì)變更說(shuō)明書(shū)》的采掘布置方案，1E401綜采工作面的接替工作面應(yīng)為布置在井田西翼B3煤層的1W301工作面，但1W301工作面位于已采的B4煤層1W401工作面下方，該已回采的工作面有采空區(qū)積水，而且B4于B3煤層的層間距只有5.1m，為近距離煤層，采空區(qū)積水對(duì)下方工作面的采掘工作影響極大，為了接替工作面的安全布置，我礦經(jīng)專(zhuān)家論證和請(qǐng)示相關(guān)主管部門(mén)，在B4煤層開(kāi)掘一條專(zhuān)用排水巷，以疏放1W401工作面采空區(qū)的積水，保障1W301工作面采掘安全。

2 “三掘”的必要性

2.1 防治水的需要

由于1W301工作面處在原已經(jīng)于2014年8月回采完畢的1W401工作面(B4煤層)下方，兩順槽掘進(jìn)期間將受到1W401采空區(qū)的影響，特別是1W401工作面采空區(qū)積水影響1W301工作面運(yùn)輸順槽掘進(jìn)安全。因此布置1W301工作面，首先要解決1W401工作面采空區(qū)積水影響1W301工作面運(yùn)輸順槽掘進(jìn)安全的問(wèn)題。我們?yōu)榇似刚?qǐng)自治區(qū)煤炭行業(yè)專(zhuān)家針對(duì)1W301工作面的布置進(jìn)行了兩場(chǎng)專(zhuān)題討論，一致認(rèn)為必須在1W401工作面下順槽以下掘一條泄水巷將采空區(qū)的積水進(jìn)行分段探放，并根據(jù)放水水量和放水后物探結(jié)果進(jìn)行分段評(píng)估；確保1W301工作面運(yùn)輸順槽分段掘進(jìn)的施工安全。(1W301工作面運(yùn)輸巷掘進(jìn)到220m處前必須確保泄水巷第一個(gè)谷底處放水孔已疏干；1W301工作面運(yùn)輸巷220m以后區(qū)域的掘進(jìn)，必須確保+1486m水平泄水巷已經(jīng)掘進(jìn)到970m，并在該處進(jìn)行了探放水疏干作業(yè)和探后評(píng)估。)

2.2 采掘接替的需要

1E401綜采工作面按設(shè)計(jì)變更留設(shè)東溝河河床保安煤柱后工作面走向長(zhǎng)總長(zhǎng)度為1055m，到今年1月底只剩下750m；布置1W301工作面還要新掘B4煤層—B3煤層聯(lián)絡(luò)石門(mén)3個(gè)(共計(jì)180m)，泄水巷、1W301工作面兩順槽共4800m。目前礦井采掘?qū)?yán)重失調(diào)，如果我礦不采取同時(shí)進(jìn)行3個(gè)掘進(jìn)工作面的掘進(jìn)，那么1W301工作面無(wú)法正常接替1E401回采工作面。

3 采掘巷道布置依據(jù)及防治水方案

3.1 采掘巷道布置依據(jù)

在《煤礦安全規(guī)程》第三節(jié)第48條中對(duì)礦井采掘工作面?zhèn)€數(shù)做了明確規(guī)定，具體內(nèi)容如下：一個(gè)采區(qū)內(nèi)同一煤層的一翼最多只能布置1個(gè)回采工作面和2個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)；一個(gè)采區(qū)內(nèi)同一煤層雙翼開(kāi)采或多煤層開(kāi)采的，該采區(qū)最多只能布置2個(gè)回采工作面和4個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)作業(yè)。

因此，我礦在1W301工作面區(qū)域布置+1486m水平泄水巷(B4煤層)、1W301工作面回風(fēng)順槽(B3煤層)、1W301工作面運(yùn)輸順槽(B3煤層)3個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)施工符合《煤礦安全規(guī)程》第三節(jié)第48條第三款規(guī)定要求。

3.2 “一采三掘”防治水方案

根據(jù)采掘接續(xù)設(shè)計(jì)方案，B3煤層西翼1W301采區(qū)上部為B4煤層(原1W401采空區(qū))，煤層層間距5.2m，為消除上部采空區(qū)靜壓水對(duì)下部1W301掘進(jìn)施工的水害威脅，B4煤層泄水巷必須先1W301運(yùn)輸、回風(fēng)順槽施工，超前掘進(jìn)距離為600m，于2014年12月16日開(kāi)掘，至2015年3月20日掘進(jìn)614m，1號(hào)低洼點(diǎn)探放水已完成；1W301采區(qū)運(yùn)輸、回風(fēng)兩條順槽掘進(jìn)計(jì)劃2015年3月底開(kāi)始施工。

泄水巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)1450m，泄水巷除正常掘進(jìn)按照地測(cè)科編制的《+1486m泄水巷探放水設(shè)計(jì)》進(jìn)行探放水以確保泄水巷掘進(jìn)安全外，根據(jù)原1W401運(yùn)輸順槽底板曲線剖面圖，在泄水巷220m、720m、1004m、1305m四個(gè)低洼積水點(diǎn)設(shè)置探放水鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)打3—4個(gè)放水孔，將1W401采空區(qū)低洼積水截流排放，以保證掘進(jìn)作業(yè)安全。

3.3 泄水巷防治水設(shè)計(jì)方案及安全技術(shù)措施

(1)采空區(qū)低洼積水計(jì)算統(tǒng)計(jì)。原1W401回采時(shí)期觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)：平均涌水量53m3/h；220m處1號(hào)點(diǎn)積水1404m3；(放水量：150m3/h)；720m處2號(hào)點(diǎn)積水925m3；1004m處3號(hào)點(diǎn)積水1662.6m3；1305m處4號(hào)點(diǎn)積水1675m3。

(2)探放水截流計(jì)算。1號(hào)點(diǎn)積水截流排放時(shí)間：(1404m3÷150m3/h)=9.4h；補(bǔ)充水截流排放時(shí)間：(53m3/h×9.4h)÷150m3/h=3.3h。

1號(hào)點(diǎn)放水時(shí)間約13小時(shí)可完成1W401空區(qū)前220m段巷道截流，保障1W301運(yùn)輸順槽150m—180m正常掘進(jìn)；以此計(jì)算，后3個(gè)低洼積水點(diǎn)放水截流時(shí)間分別約為：2號(hào)點(diǎn)9h、3號(hào)點(diǎn)15h、4號(hào)點(diǎn)15h。

(3)水泵選型。水泵為BQS100—180/3—110/N型排沙污水泵三臺(tái)，放水初期，為保證低洼積水在計(jì)算時(shí)間內(nèi)放空并達(dá)到截流目的，兩臺(tái)水泵同時(shí)工作，一臺(tái)備用，待低洼空區(qū)積水排放完后，后期正常涌水一臺(tái)水泵工作每3小時(shí)抽1小時(shí)即可。

(4)水倉(cāng)容積設(shè)計(jì)。依據(jù)探放水孔放水量150m3/h觀測(cè)數(shù)據(jù)，鉆場(chǎng)設(shè)臨時(shí)水倉(cāng)一個(gè)，容積140m3，作為轉(zhuǎn)載可滿(mǎn)足低洼點(diǎn)積水排放。

4 1486m水平泄水巷布置方式及支護(hù)設(shè)計(jì)

4.1 三掘工作面巷道布置方式

1W301工作面位于2013年8月份已回采結(jié)束的1W401工作面的正下方，1W301工作面兩順槽沿B3煤層布置與1W401工作面兩順槽成外錯(cuò)方式，上順槽外錯(cuò)5m、下順槽外錯(cuò)2m，1486m水平泄水巷在B4煤層，利用原1W401工作面的材料巷向前延伸而成。3個(gè)巷道的掘進(jìn)工藝均為綜掘，巷道斷面圖如圖1。

圖1 1486m水平泄水巷支護(hù)斷面圖

4.2 斷面支護(hù)設(shè)計(jì)

(1)支護(hù)設(shè)計(jì)具體參數(shù)選擇。

采用錨桿、金屬網(wǎng)支護(hù)，托板平行于工作面呈一字形排列，錨桿間排距800mm*800mm，錨桿外露長(zhǎng)度10mm-40mm，具體參數(shù)表如表1。

①頂部錨桿采用Φ20mm的等強(qiáng)螺紋錨桿，長(zhǎng)度為2000mm。兩幫采用Φ18.2mm的樹(shù)脂錨桿，長(zhǎng)度為2000mm的錨桿。托板用8mm厚的鋼板制成120mm*120mm的托板。錨桿采用MSCK2350快速錨固劑2支。

錨網(wǎng)要求采用12號(hào)鐵絲編制的菱形網(wǎng)，錨網(wǎng)規(guī)格：12000mm*2000mm、網(wǎng)格70mm*70mm；支護(hù)時(shí)網(wǎng)要沿傾向鋪設(shè)。兩網(wǎng)連接每200mm要用網(wǎng)絲直徑相同的扎絲把兩網(wǎng)連接成一體，兩網(wǎng)搭接100mm，并用錨桿壓緊。

②錨索采用Φ15.24mm的鋼絞線，長(zhǎng)度為5300mm，外露長(zhǎng)度200mm-250mm。錨索托板用10mm的鋼板制成300mm*300mm或11號(hào)以上的工字鋼(長(zhǎng)：400-500mm)。錨索采用MSK2350快速錨固劑，5.3m長(zhǎng)的錨索每眼裝5支。錨索梁采用11#礦用工字鋼加工。

(2)臨時(shí)支護(hù)的形式。

采用掘進(jìn)機(jī)機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，最大支護(hù)面積長(zhǎng)2850mm×寬2480mm、最小支護(hù)面積長(zhǎng)1800mm×寬1676mm。支護(hù)期間機(jī)載臨時(shí)支護(hù)架架頂平面與頂板帶壓貼頂，錨桿、錨索支護(hù)人員必須在機(jī)載臨時(shí)支護(hù)架下作業(yè)。