程朋輝，田超超，何文帥，賀 煜

(陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 延安 727307)

0 引言

隨著煤礦生產(chǎn)工作的繼續(xù)深入，井下巷道“縱橫交錯”，工作面在推采過程中可能遇到某些貫穿工作面的巷道(如聯(lián)絡(luò)巷、措施巷等)[1]，后期在階段回采過程中并不計(jì)劃進(jìn)行工作面搬遷以繞過這些貫穿工作面的巷道，而是直接穿過這些巷道繼續(xù)進(jìn)行采煤[2]。為了保證施工效率和安全性，需要制定詳細(xì)的支護(hù)設(shè)計(jì)作為過廢棄巷道的技術(shù)指導(dǎo)。

該工作面分為東西兩段，工作面中部布置的一條聯(lián)絡(luò)巷作為回采東翼煤層的運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷，在準(zhǔn)備回采西段原煤時，為了提高回采效率和原煤回收率，減少工作面搬遷帶來的影響，決定將工作面直接穿過聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)入西段進(jìn)行采煤作業(yè)[3]。

1 工作面概況

1.1 工作面基本情況

工作面長180 m，平均采高2.4 m，工作面采用148臺液壓支架進(jìn)行支護(hù)。其中：147臺ZY3400/12/26液壓支架和1臺ZZT5400/15/27端頭支架(在工作面機(jī)尾)；配套一部刮板輸送機(jī)，型號為SGZ630/2×160；采煤機(jī)為MG180/420-WD。運(yùn)輸順槽布置一部SZZ630/90轉(zhuǎn)載機(jī)、一部JSD-100/2×75膠帶輸送機(jī)，皮帶機(jī)頭位于運(yùn)輸順槽與聯(lián)絡(luò)巷交叉點(diǎn)；聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)鋪設(shè)一部SD-80型皮帶，煤壁兩幫分別敷設(shè)有供排水管路、供電電纜、信號電纜。

1.2 聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)情況及頂?shù)装鍘r性

聯(lián)絡(luò)巷長度為180 m，斷面為矩形3 000 mm×2 500 mm(高×寬)，頂板支護(hù)形式為“錨桿+錨索梁+鋼筋網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)。錨桿為螺紋鋼錨桿φ20 mm×2 200 mm，間排距800 mm×800 mm，“五-五”“矩形布置”；錨索梁支護(hù)中，錨索梁長3 000 mm，排距2 400 mm；錨索分為φ17.8 mm×8 300 mm與φ21.8 mm×10 300 mm，2種錨索交叉支護(hù)，一梁三鎖，間距1 100 mm。

兩幫支護(hù)形式為“錨桿+塑鋼網(wǎng)+鋼筋梯子”聯(lián)合支護(hù)。錨桿采用φ18 mm×1 850 mm玻璃鋼錨桿，間排距800 mm×1 000 mm，布置方式采用“三-三”矩形布置；塑鋼網(wǎng)規(guī)格為2 000 mm×5 400 mm；鋼筋梯子梁采用φ12 mm的圓鋼焊接而成，規(guī)格為80 mm×1 900 mm。如圖1所示。

圖1 聯(lián)絡(luò)巷永久支護(hù)布置Fig.1 Arrangement of permanent support for connecting roadway

工作面頂?shù)装鍘r性情況見表1。

表1 工作面頂?shù)装迩闆rTable 1 Roof and floor conditions of working face

2 過聯(lián)絡(luò)巷技術(shù)方案

對聯(lián)絡(luò)巷采用“單體支柱+礦工鋼”進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。在聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸順槽、回順交叉點(diǎn)各架設(shè)一組“#”木垛加強(qiáng)支護(hù)；對工作面兩順槽超前50 m范圍采用雙排單體配合鉸接頂梁進(jìn)行支護(hù)。工作面推采至聯(lián)絡(luò)巷15 m處開始調(diào)斜工作面，當(dāng)機(jī)頭距聯(lián)絡(luò)巷0.6 m時工作面正刀推采，斜交通過該聯(lián)絡(luò)巷；在通過該聯(lián)絡(luò)巷時，逐步依次撤除聯(lián)絡(luò)巷中的單體支柱，礦工鋼壓在液壓支架頂梁上部，因此不進(jìn)行回收。對聯(lián)絡(luò)巷靠近運(yùn)輸順槽一側(cè)(工作面調(diào)斜后先通過該側(cè)聯(lián)絡(luò)巷)20 m范圍內(nèi)的幫部支護(hù)進(jìn)行拆除回收，防止鋼筋梯子梁卷入滾筒發(fā)生機(jī)電事故，后期根據(jù)聯(lián)絡(luò)巷來壓及片幫情況決定是否拆除其余段幫部支護(hù)。

3 過聯(lián)絡(luò)巷施工步驟

3.1 對聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行臨時支護(hù)

巷道設(shè)備管線拆除完畢、底板墊平后，需對巷道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。采用DW-2.8單體支柱配合11#礦用礦工鋼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。鋼梁長度3 400 mm，每根鋼梁下支設(shè)5根單體支柱，支柱間距750 mm，排距1 000 mm，單體支柱穿柱靴，設(shè)置防倒鏈。工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)斷面如圖2所示，工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)俯視圖如圖3所示。

圖2 工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)斷面Fig.2 Supporting section of connecting roadway in working face

圖3 工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)俯視Fig.3 The top view of the supporting roadway in the working face

3.2 對兩順槽超前段及三角區(qū)進(jìn)行臨時支護(hù)

當(dāng)工作面回采至距離聯(lián)絡(luò)巷50 m時，在聯(lián)絡(luò)巷與運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽交叉點(diǎn)各架設(shè)一組“#”木垛，超前支護(hù)采用雙排單體配合鉸接頂梁支護(hù)[4]，支護(hù)長度不得小于50 m。

3.3 工作面通過聯(lián)絡(luò)巷步驟

第1階段：工作面推采至距離聯(lián)絡(luò)巷15 m處開始調(diào)斜工作面，對聯(lián)絡(luò)巷靠近運(yùn)輸順槽一側(cè)20 m范圍內(nèi)的幫部支護(hù)進(jìn)行拆除回收，后期根據(jù)來壓情況決定是否拆除其余段幫部支護(hù)[5]。

工作面進(jìn)行分段割煤進(jìn)行調(diào)斜[6]。調(diào)斜步驟為：采煤機(jī)從機(jī)頭割透三角煤并向機(jī)尾割煤至60#支架后，返回機(jī)頭，繼續(xù)割三角煤并割煤至100#支架，再次返回機(jī)頭，繼續(xù)機(jī)頭割三角煤并吃通刀，以上為一個循環(huán)，每一個循環(huán)機(jī)頭割3刀推進(jìn)1.8 m，機(jī)尾割1刀推進(jìn)0.6 m；直至工作面機(jī)頭超前機(jī)尾9.6 m，完成工作面調(diào)斜，此時，機(jī)尾距離工作面10.2 m，機(jī)頭距離工作面0.6 m。工作面調(diào)斜示意圖如圖4所示。

圖4 工作面調(diào)斜示意Fig.4 Schematic diagram of working face inclination adjustment

第2階段：調(diào)斜工作結(jié)束，工作面機(jī)頭距聯(lián)絡(luò)巷0.6 m，開始平行推進(jìn)[7]。

工作面平推采一刀煤后揭露運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)巷，開始過聯(lián)絡(luò)巷作業(yè)，作業(yè)方式為正規(guī)循環(huán)作業(yè)，整體作業(yè)分為3步，共計(jì)23刀。①正規(guī)循環(huán)割煤7刀后，1#支架進(jìn)入實(shí)體煤墻0.6 m，148#支架距聯(lián)絡(luò)巷5.4 m；②繼續(xù)正規(guī)循環(huán)割煤9刀后，148#支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷；③繼續(xù)正規(guī)循環(huán)割煤7刀后，148#支架進(jìn)入實(shí)體煤墻0.6 m。

工作面過聯(lián)絡(luò)巷示意圖如圖5所示。

圖5 工作面過聯(lián)絡(luò)巷示意Fig.5 The working face passing through the connecting roadway

第3階段：工作面順利通過聯(lián)絡(luò)巷后，開始調(diào)直工作面[8]。

采煤機(jī)從機(jī)尾割透三角煤并向機(jī)頭割煤至84#支架后，返回機(jī)尾，再次割透下一循環(huán)三角煤并割煤至64#支架，再次返回機(jī)頭，割透下一循環(huán)三角煤并吃通刀，依次循環(huán)直至工作面調(diào)直，工作面調(diào)直后方可正常采煤。工作面通過聯(lián)絡(luò)巷后示意圖如圖6所示。

圖6 工作面通過聯(lián)絡(luò)巷后示意Fig.6 The working face after passing through the connecting roadway

3.4 過聯(lián)絡(luò)巷單體回撤[9]工序

聯(lián)絡(luò)巷每一組臨時支護(hù)由1根工字鋼和5根單體組成，1#支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷后，每個正規(guī)循環(huán)結(jié)束，沿著回采方向和推采進(jìn)度依次回撤靠近工作面的第一排單體，單體回撤后，沿礦工鋼底部進(jìn)行移架作業(yè)，礦工鋼不進(jìn)行回收，以達(dá)到加強(qiáng)支護(hù)的目的。

依次循環(huán)，使工作面逐步通過聯(lián)絡(luò)巷，共計(jì)16刀循環(huán)后，所有單體被回撤完畢，所有礦工鋼被留在支架頂梁上方。

4 安全技術(shù)措施及組織管理

4.1 安全技術(shù)措施[10]

采煤司機(jī)在割煤過程中，必須嚴(yán)格控制采高與聯(lián)絡(luò)巷高度相同。堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，液壓支架工跟機(jī)、帶壓、擦頂拉架。推移刮板輸送機(jī)時，嚴(yán)禁出現(xiàn)急彎。過聯(lián)絡(luò)巷期間，每班開工前，跟班隊(duì)長必須對工作面及111聯(lián)絡(luò)巷的安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)安全后，方可準(zhǔn)許工人進(jìn)入工作地點(diǎn)。每個作業(yè)人員必須經(jīng)常檢查作業(yè)地點(diǎn)附近的圍巖和支護(hù)情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不安全隱患時，必須立刻向現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，消除隱患后，方可繼續(xù)作業(yè)。工作面過聯(lián)絡(luò)巷期間，必須在聯(lián)絡(luò)巷兩端頭設(shè)置警戒線并掛警示牌“禁止進(jìn)入”。檢修維護(hù)好工作面三機(jī)，確保運(yùn)行可靠。在過聯(lián)絡(luò)巷全過程中，所有人員必須聽從班長、跟班隊(duì)長指揮，堅(jiān)守崗位，做好自保、互保和聯(lián)保工作，以確保整個作業(yè)過程安全順利進(jìn)行。當(dāng)采煤機(jī)割至聯(lián)絡(luò)巷時，必須由班長現(xiàn)場跟機(jī)指揮，首先降低機(jī)頭滾筒高度，然后緩慢抬高滾筒至割完上部煤(防止割聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)錨索)，采煤機(jī)通過該段后，方可正常割煤。拆除“#”型木垛前，必須采用“單體+鉸接頂梁”進(jìn)行臨時支護(hù)，由上而下，依次拆除，整齊碼放在工作面超前支護(hù)范圍外，作業(yè)過程中如有異常及時撤人。液壓支架前梁壓力突然增大時，為防止支架被壓死，應(yīng)及時在支架頂梁下方支設(shè)單體支柱將支架前梁撐起，防止前梁“低頭”，單體支柱穿柱靴并將防倒鏈懸掛至頂板。工作面工程質(zhì)量嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系基本要求及評分方法(試行)》相關(guān)要求。

4.2 組織管理[11]

跟班隊(duì)長、班長進(jìn)行現(xiàn)場指揮協(xié)調(diào)工作，跟班隊(duì)長為現(xiàn)場安全負(fù)責(zé)人，班長為工程質(zhì)量負(fù)責(zé)人，驗(yàn)收員負(fù)責(zé)每班對工程質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。各班組工作人員必須在現(xiàn)場進(jìn)行交接班，詳細(xì)交代本班工程進(jìn)度及存在問題。班長要將各項(xiàng)工作要合理分工，把責(zé)任落實(shí)到個人，確保工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。各工種人員必須持證上崗，嚴(yán)禁無證操作。

5 礦壓觀測

工作面過聯(lián)絡(luò)巷歷時4 d共計(jì)12個小班，期間每2 h對工作面支架壓力進(jìn)行一次統(tǒng)計(jì)(每10架一個測點(diǎn))，同時對超前20 m范圍頂板來壓情況、聯(lián)絡(luò)巷頂?shù)装逦灰魄闆r進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[12]。工作面機(jī)頭推進(jìn)至距離聯(lián)絡(luò)巷10 m時，工作面超前5 m范圍頂?shù)装逡平考s50 mm，聯(lián)絡(luò)巷端頭及中部頂板壓力逐漸顯現(xiàn)，聯(lián)絡(luò)巷被拆除巷幫支護(hù)的20 m范圍開始出現(xiàn)“鼓包”。工作面機(jī)頭距離聯(lián)絡(luò)巷5 m時，工作面超前10 m范圍頂?shù)装逡平考s100 mm，聯(lián)絡(luò)巷頂板出現(xiàn)較為明顯的下沉，1#～60#支架壓力支撐力明顯增大，聯(lián)絡(luò)巷被拆除巷幫支護(hù)的20 m范圍開始出現(xiàn)垮幫，并隨著工作面的推進(jìn)愈加明顯，因此決定對聯(lián)絡(luò)巷剩余幫部支護(hù)進(jìn)行保留，確保煤墻的穩(wěn)定及職工作業(yè)期間的安全。工作面機(jī)頭液壓支架開始進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷時，頂板壓力顯現(xiàn)明顯，支架前梁受力突增，出現(xiàn)“低頭”，工作面超前10 m范圍頂?shù)装逡平考s200 mm，巷內(nèi)臨時支護(hù)的單體支柱鉆底接近150 mm，聯(lián)絡(luò)巷上端頭“#”字木垛受壓變形嚴(yán)重，壓縮量大于200 mm，對該處頂板采取補(bǔ)打“#”字木垛方式進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)工作面約1/2的液壓支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷時，工作面超前10 m范圍頂?shù)装逡平拷咏?50 mm，聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)單體支柱鉆底量接近250 mm，頂板下沉量接近100 mm，頂板無明顯破碎現(xiàn)象，聯(lián)絡(luò)巷未出現(xiàn)明顯片幫。工作面最后1臺液壓支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷后，支架壓力未出現(xiàn)明顯增加，工作面支架整體工況良好，工作面超前10 m范圍頂?shù)装逡平考s250 mm，此后頂?shù)装逡平繜o明顯增加，煤壁無明顯片幫。

整體來看，對聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行“永久補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)+臨時支護(hù)”，并將工作面調(diào)斜，斜交通過聯(lián)絡(luò)巷，同時采用追機(jī)、帶壓、擦頂拉架等技術(shù)措施后，過聯(lián)絡(luò)巷期間工作面頂板控制效果較為良好，能夠?qū)崿F(xiàn)工作面安全過聯(lián)絡(luò)巷。在今后遇到類似情況時，可首先對聯(lián)絡(luò)巷端頭采用補(bǔ)打單錨索、打“#”字木垛、“單體+鉸接頂梁”等措施加強(qiáng)支護(hù)，保持頂板穩(wěn)定性，同時不對通道內(nèi)幫部的玻璃鋼錨桿進(jìn)行提前回收，以保持煤體的整體性，提高煤體的強(qiáng)度，使煤體能夠有效支撐工作面頂板，有利于工作面頂板安全。

6 結(jié)語

(1)綜采工作面通過聯(lián)絡(luò)巷時，工作面頂板管理難度大，極易發(fā)生安全事故，應(yīng)在巷內(nèi)原始支護(hù)的基礎(chǔ)上，配合補(bǔ)打錨索、錨桿、“單體支柱+礦工鋼”“#”字木垛等方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)[13]。

(2)根據(jù)綜采工作面實(shí)際情況，在距聯(lián)絡(luò)巷一定距離時，提前調(diào)斜工作面，確保工作面推進(jìn)至聯(lián)絡(luò)巷時，工作面已完成調(diào)斜工作。

(3)通過聯(lián)絡(luò)巷期間，為盡快通過目標(biāo)巷道，采用三班作業(yè)，使工作面一端先通過聯(lián)絡(luò)巷，并逐步使其他支架通過，期間必須堅(jiān)持做到追機(jī)、擦頂、帶壓移架，保證支架初撐力不小于24 MPa。

(4)要重點(diǎn)對聯(lián)絡(luò)巷與順槽交叉口進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，確保頂板下沉、破碎處在可控范圍內(nèi)。