回采工作面过空巷施工技术探讨.pdf

2020 年第 6 期2020 年 6 月 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 15 m 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 20 m 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。 收稿日期2020-04-14 作者简介贾晋雷，1979年生，男，山西阳城人，2017年毕业于山 西大同大学采矿工程专业，工程师。 回采工作面过空巷施工技术探讨 贾晋雷 （ 晋能集团晋城有限公司，山西 晋城 048000 ） 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 中图分类号 TD823.97； TD355文献标识码 A文章编号 2095-0802-202006-0100-02 Discussion on Construction Technology Passing through Goaf in Mining Face JIA Jinlei Jincheng Co., Ltd., Jinneng Group, Jincheng 048000, Shanxi, China Abstract When there is a goaf in the fully mechanized mining face, there is a great potential safety hazard near the goaf. There- fore, effective measures must be taken to make the working face pass through the goaf area safely. This paper briefly analyzed the support technology used in passing through the goaf, and put forward some management measures to ensure the mining safety, in order to provide some reference for passing through the goaf in the fully mechanized mining face. Key words fully mechanized mining face; goaf; support technology; safety management （总第 177 期） 技术研究 100 2020 年第 6 期2020 年 6 月 （上接 99 页） 参考文献 ［1］ 李银广.边双链刮板输送机的结构分析及优化 ［J］ .露天采矿 技术， 2019， 344 103-106. ［2］ 李洋.刮板输送机链传动张紧控制系统的研究 ［J］ .机械管理 开发， 2019， 349 115-117. ［3］ 郭俊武.刮板输送机智能控制系统在煤矿综采工作面中的应 用研究 ［J］ .当代化工研究， 201914 61-62. ［4］ 李铁莲.综采工作面刮板输送机链条张紧分析 ［J］ .自动化应 用， 201910 109-110. ［5］ 郭荣.刮板输送机自动张紧液压系统研究 ［D］ .西安 西安科技 大学， 2014. ［6］ 郭卫， 郭荣.刮板输送机自动张紧系统性能分析 ［J］ .煤矿机 械， 2014， 353 32-34. （ 责任编辑白洁 ） a 单体液压支柱b 铰接梁和网 图 1巷道的临时支护设施 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 1 m 左 右，柱间距在 1.5 m 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耀20 m 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 10 m 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 5 m 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， 395 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， 441 106-108. ［3］ 原永伟.30103 综采工作面过空巷技术的探索 ［J］ .煤， 2015， 248 104-106. ［4］ 郭佰壮.综采工作面过空巷的技术研究 ［J］ .山西煤炭， 2010， 309 52-55. （ 责任编辑白洁 ） 贾晋雷 回采工作面过空巷施工技术探讨 101