综采工作面过空巷安全治理技术研究_许杰.pdf
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1、492023 年第 5 期许 杰:综采工作面过空巷安全治理技术研究许 杰:综采工作面过空巷安全治理技术研究综采工作面过空巷安全治理技术研究许 杰(山西焦煤霍州煤电木瓜煤矿,山西 临汾 031400)摘 要 针对综采工作面过遗留空巷时存在冒顶和采空区瓦斯泄漏风险,在工程特性分析的基础上,对原顺槽空巷采用顶板锚索补强和水泥墩柱加强支护方式,对横川回采侧和采空侧采用两种强度的充填体全部充填。效果考察表明:回采期间,水泥墩柱维护情况良好,顶板下沉量不超过 150 mm,充填体有效保证了空巷稳定,未发生片帮冒顶事故和瓦斯超限。关键词 综采;空巷;支护;治理 中图分类号 TD353 文献标识码 B doi
2、:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.05.016Research on Safety Administer Technology for the Fully Mechanized Mining Face Passing Through the Empty RoadwayXu Jie(Shanxi Coking Coal Huozhou Coal Electricity Mugua Coal Mine,Shanxi Linfen 031400)Abstract:Aiming at the risk of roof fall and gas leakage in the
3、goaf when the fully mechanized mining face passes through the left goaf,based on the analysis of engineering characteristics,the roof anchor cable reinforcement and cement pier column strengthening support are adopted for the original groove empty roadway,and two types of strength filling materials
4、are used for both the Hengchuan mining side and the goaf side for filling.The effectiveness inspection shows that during the mining period,the cement pier column is well maintained,and the roof subsidence amount does not exceed 150 mm.The filling body effectively ensures the stability of the empty r
5、oadway,and there are no accidents of roof falling and gas exceeding limit occurr.Key words:fully mechanized mining;empty roadway;support;administer收稿日期 2022-11-02作者简介 许杰(1988),男,山西霍州人,2017 年毕业于安徽理工大学采矿工程专业,本科,助理工程师,现从事煤矿综采工作面矿压监测工作。许 杰:综采工作面过空巷安全治理技术研究许 杰:综采工作面过空巷安全治理技术研究木瓜煤矿正在采用小煤柱沿空掘巷技术,可以多回收煤柱,提高
6、资源采出率。但掘巷后原有的回采系统发生变化,出现跨空巷回采以及易与采空区沟通形成瓦斯泄漏问题,给回采带来较大的安全隐患1-2。以木瓜煤矿10-208综采工作面为研究对象,研究沿空掘巷工作面遗留空巷治理技术。1 工程背景10-208 工作面位于二盘区,开采 9#煤和 10#煤合并层,总厚度 4.5 m,两层煤之间夹矸厚度 0.20.4 m,煤层平均倾角 8。工作面设计走向可采长度457.6 m,倾向长度 222.5 m,采用一次采全高后退式综合机械化采煤法。直接顶为泥岩,均厚 5.9 m,质软性脆,基本顶为灰岩和泥岩互层,总厚度17.5 m,十分坚硬。10-208 工作面布置两条顺槽,10-20
7、81 巷为进风巷,设计断面宽 高=5.3 m4 m,10-2082 巷为回风巷,设计断面宽 高=4.8 m4.0 m,均采用锚索网联合支护。顶锚杆长度 2 m,间排距 1300 mm1200 mm,顶锚索长度 5.3 m,间排距 2000 mm2400 mm,帮 锚 杆 长 度 2 m,间 排 距 1300 mm1200 mm。10-208 工作面西侧为 10-206 工作面,已经回采完毕,东侧为实体煤,尚未开采。在 10-206 工作面回采期间,10-208 工作面顺槽巷道及切眼已经布置完毕,等待安装。10-206 工作面与 10-208 工作面之间原留设净煤柱宽度 18 m,为提高资源采出
8、率,减小煤柱资源损失,在 10-206 工作面采空区稳定后,沿采空区新掘进 1 条巷道,宽度 5 m,与 10-206 工作面之间留502023 年第 5 期设净煤柱宽 3 m,剩余 10 m 煤柱和 10-2081 巷划入10-208 工作面回采范围。如图 1。图 1 沿空掘巷与工作面位置示意图(m)新的回采系统形成后,工作面需要跨 10-2081巷以及 2#、3#、4#、5#横川回采,横川与采空区贯通。跨空巷回采主要面临顶板下沉和采空区瓦斯泄漏问题,必须采取处理措施。2 空巷特性分析及治理思路2.1 工程特性分析10-2081 巷宽度 5 m,高度 4 m,与切眼呈垂直关系,帮部和顶部实施
9、了锚网索支护,支护强度合理。工作面推进过程中,对空巷的主要影响是超前支承压力作用,与两顺槽类似,影响范围为超前 20 m,同时有 3 个支架始终处于空帮状态,如图 2。空帮导致顶板缺少支撑,超前段在压力作用下容易发生顶板严重下沉,甚至冒顶事故。图 2 10-2081 巷工程特性示意图(m)横川被沿空掘巷分割为两部分,回采侧部分(宽度 10 m)和采空侧部分(3 m),如图 3。图 3 横川与掘巷位置关系回采侧部分工作面需要通过,因与切眼呈平行关系,整段受超前支承压力影响;在工作面逐渐靠近横川,间隔煤柱逐渐变薄,煤柱以及回采侧部分在顶板压力作用下发生严重的片帮和顶板下沉;工作面进入横川后,倾向上
10、10 m长(横川回采侧长度)空帮,约6个支架完全暴露,前方5 m长(横川宽度)顶板无法支护,极容易发生严重的冒顶事故。采空侧部分工作面无需通过,受采动影响相对较小,主要问题是与采空区贯通,容易发生瓦斯泄漏或新鲜风流进入采空区,造成通风事故。2.2 治理思路10-2081 巷对回采安全影响较小,治理以巷道加强支护为主,提高顶板承载能力,保证回采期间完整性,减小顶板下沉量。横川对回采安全影响较大,应采取全部充填方式,回采侧全部充填目的是限制横川变形空间,保证巷道完整性,充填体将来需要采煤机截割,因此无需过高强度;而采空侧需要严格防止漏风,需要保证充填体有较高的强度,不发生压缩下沉、碎裂现象导致漏风
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