谈回采工作面过空巷施工技术

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摘要：当综采工作面内存在空巷时，回采到空巷附近存在较大的安全隐患，因此，必须采取有效的措施使回采工作面安全通过空巷区域。简要分析了过空巷所采用的支护技术，并提出了一些管理措施来保证回采安全，以期为综采工作面过空巷提供一定的参考。

关键词：综采工作面；空巷；支护技术；安全管理

在煤矿工作面掘进时，需要摸清一些区域的地质情况，需要开掘一些探测巷道。完成探测任务后，这些巷道就废弃了，俗称“空巷”。鉴于工期的原因，勘探完成后并没有对这些空巷进行处理，这为后来的工作面回采埋下了安全隐患[1-2]。为了保证综采工作面回采能顺利通过这些空巷区域，必须要采取一些安全措施，一方面可以在回采前对空巷所在的区域进行充填，另一方面可以在回采时进行加强支护。相比较而言，对空巷进行充填是一种有效的处理方法。但是，充填工作需要有特定的材料，不能直接用水泥。因此，在过空巷时，现在常用的一种方法就是对回采时的工作面进行加强支护，并进行科学、有效的施工管理。下面将对过空巷采用的支护技术和管理方法进行具体说明。

1过空巷支护技术研究

工作面靠近空巷时存在安全问题，主要是因为工作面前方的应力与空巷周围的应力叠加，导致工作面回采时顶板管理存在巨大的困难。为此需要采取措施来避免回采过程中出现冒顶或压架的问题。对于这种情况，不仅可以采用空巷充填支护技术，还可以采用空巷临时支护技术。下面将分别进行介绍。

1.1空巷充填支护技术

在回采工作面之前，用充填材料填满空巷的空间，从而有效控制回采时巷道的变形；充填之后，巷道的顶板得到有效支撑，可以减轻回采工作时的应力集中问题，故将这种技术称之为空巷充填支护技术。该技术的优势是不会影响到工作面的正常回采速度，操作起来十分简便。一般情况下，为了保证充填支护的效果，充填材料在凝固后应该具有一定的强度，以实现对煤层顶板的支护作用。与此同时，充填材料在凝固后不能硬度太大，其凝固后的硬度应该小于煤体的硬度，这是为了保证回采时采煤机能正常切割充填体[3]。虽然充填支护技术能很好地满足回采工作对安全的要求，但还是存在充填成本较高的问题。现在市场上用的充填材料的价格多在几千元每吨，在煤矿行业利润普遍降低的情况下，这种高成本的支护方式还是值得考虑的。充填体在回采后不能二次利用，在某种程度上讲它是一种废弃物，还容易引发环境污染问题。因此，采用这种方式进行空巷支护时，需要考虑如何实现回采效率与成本之间的平衡。

1.2空巷临时支护技术

鉴于空巷充填支护技术较高的成本，当工作面内空巷的数量较多时，更多采用的是一种低成本的临时支护技术。这种支护技术主要是采用金属网、铰接梁和单体液压支柱来进行加强支护，如图1所示，其具有支护强度高、成本低的特点，但支护的效率非常低，影响了工作面的正常回采速度。在采用空巷临时支护技术时，需要根据采煤工作面与空巷的距离选择合适的支护方式。当工作面距离空巷比较远时，工作面超前支护长度控制在15m左右；当工作面距离空巷比较近时，超前支护的长度应该控制在20m以上。此外，当工作面靠近空巷时，还需要在液压支架上方铺设金属网，以避免在回采工作面靠近空巷时压力过大而发生冒顶事故。当工作面通过空巷所在区域时，必须加大超前支护的强度，一般是将单体液压支柱的支护密度加倍，以此来保证对工作面顶板有足够的支撑力，以免压死液压支架。支护的密度并不是固定的，需要根据实时监测的液压支架的应力数据进行调整，如果发现液压支架的压力过大，要及时停止回采，找出存在的问题并解决。通常情况下，单体液压支柱的排距在1m左右，柱间距在1.5m左右。

2过空巷的安全技术管理

2.1控制过空巷时的回采速度

虽然已经对空巷采取了一些支护措施，但是并不能保证回采安全。这是因为回采时支承压力的集中系数与回采速度还存在一定的关系，回采速度越大，支承压力的系数越大，回采的安全性也就越差。回采速度慢时，虽然可以保证生产安全，但不利于快速通过空巷，影响了生产效率。因此，要根据实际情况，选择合适的回采速度。选择回采速度的参考标准就是监测液压支架的压力，当液压支架压力较大时，要适当减慢回采速度；当液压支架的压力与工作阻力相差较大时，可以适当加快回采速度[4]。

2.2做好通风安全管理

当工作面推进到与空巷的距离比较近，10～20m的位置时，要根据实际情况，重新进行通风规划。通风规划中的重要内容是要关注空巷中的瓦斯排放问题，保证工作面通过空巷时瓦斯不会超标。这就要求充分估算空巷中的瓦斯量和巷道中的风量。如果在估算后发现风量不能满足作业要求时，应该禁止进行回采作业，以免引发安全事故。在回采过程中，如果发现存在瓦斯涌出量异常的情况，应该立即停止作业，将所有人撤离到工作面以外，待瓦斯恢复正常且查明情况后，方可继续进行下一步作业。

2.3做好回采过程中的顶板管理

当工作面靠近空巷时，要进行加强支护，保证空巷内部以及周围回采巷道的稳定性。为了确认空巷周围的应力情况，一般采用钻眼法进行测试。测试时，需要关闭回采设备，设置好安全警戒，待确认安全后方可继续施工。在回采工作面贯通空巷后，要确保液压支架、支护、刮板输送机符合“三直一平”的基本布置要求。考虑到空巷的顶板可能比较破碎，需要及时进行移架作业。与此同时，还可以通过敲帮问顶的方式来确定岩层的完整情况。在工作面通过空巷10m后，可以适当降低超前支护的强度。在空巷进行支护或撤柱时，要遵循以下几点：a)工人应该严格遵守煤矿作业制度，保证操作准确无误；b)工作面与空巷贯通后，对空巷进行作业时，需要关闭相应的回采设备，不得私自启动回采设备，以免出现安全问题；c)要确保作业安全，严禁在空顶情况下作业或长时间作业，要保证支架位移的合理性，之后再由工作人员做好安全措施，手持电缆跨入工作区域内完成作业；d)距离空巷5m作业时，要确定工作区域巷道顶板的完整性，这可以通过敲帮问顶来完成。

3结语

当回采工作面中存在空巷时，会严重威胁工作面的回采安全，因此，必须采取有效的措施来保证工作面的回采。一种方式是在回采工作面过空巷时对空巷进行充填，这种方式不会影响到工作面的正常回采速度，操作起来十分简便，但需要考虑支护成本；另一种方式就是对空巷进行临时支护，这种支护技术主要是采用金属网、铰接梁和单体液压支柱来进行加强支护，具有支护强度高、成本低的特点，但支护效率非常低，影响了工作面的正常回采速度。除了空巷区域加强支护以外，还应该做好空巷回采时的安全管理，主要有控制过空巷时的回采速度、做好通风安全管理以及做好回采过程中的顶板管理。

参考文献：

［1］张伟.综采工作面过空巷技术探讨［J］.山西化工，2019，39(5)：76-78.

［2］贾常忠，郭海亮.大采高综采工作面过空巷施工实践［J］.能源技术与管理，2019，44(1)：106-108.

［3］原永伟.30103综采工作面过空巷技术的探索［J］.煤，2015，24(8)：104-106.

［4］郭佰壮.综采工作面过空巷的技术研究［J］.山西煤炭，2010，30(9)：52-55.

作者：贾晋雷 单位：晋能集团晋城有限公司