張海軍

(陽(yáng)泉煤業(yè)(集團(tuán))平定裕泰煤業(yè)有限公司，山西 陽(yáng)泉 045200)

引言

高抽巷支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了改良，該支護(hù)工藝改良能夠很好的滿足工程要求，在實(shí)踐中也取得了良好的支護(hù)效果。

1 巷道分布情況概述

工作面高抽巷從工作面低位抽放巷停掘位置向正東方向開口，由低位抽放巷層級(jí)水平操作10米，之后以北偏東26°方位角37°32′44″上依據(jù)2-2斷面操作77.75米，進(jìn)而與工作面高抽巷斷面一致。因?yàn)楣ぷ髅娴臀怀榉畔锞蜻M(jìn)過程中受到工作面采空區(qū)采動(dòng)作用的影響，施工中出現(xiàn)大面積底鼓、片幫及局部冒落現(xiàn)象。高抽巷施工需揭穿各類不穩(wěn)定巖層，為了確保施工的順利實(shí)施，需要安排巷道進(jìn)行改善設(shè)計(jì)。

表1 工作面高抽巷斷面尺寸

2 高抽巷破壞機(jī)理

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)巷道巖體底鼓的破壞變形機(jī)理與方式，普遍情況下應(yīng)分為3類：按壓流動(dòng)性底鼓、繞曲褶皺性底鼓及裁剪錯(cuò)動(dòng)性底鼓。頂?shù)讓酉鄬?duì)移近量可以作為高抽巷變形損壞的重要指數(shù)，其顯著的、核心的損壞特點(diǎn)是底鼓，較為嚴(yán)重的底鼓會(huì)影響高抽巷的抽放效能。一般狀況下，井下巷道的頂板和兩幫都會(huì)有不同強(qiáng)度的支護(hù)，但底板普遍不進(jìn)行相關(guān)支護(hù)，所以相比較而言底板更易遭到損壞，再加上高抽巷受下部工作層的運(yùn)動(dòng)影響作用，巷道兩幫和底板受到的破壞應(yīng)力顯著增加。促使高抽巷下層離隔的底板巖體出現(xiàn)水平方向的位移，不僅使已發(fā)生破損底板出現(xiàn)很大的變形，更使高抽巷底層較為整齊的巖層發(fā)生離層曲褶而造成底鼓。根據(jù)不同底鼓的操作原理，巷道兩幫和底板受到的破壞應(yīng)力顯著增加，如圖1。

圖1 高抽巷底鼓示意

3 煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律及高抽巷布置原則

高抽巷應(yīng)符合多型性能需求，先把回風(fēng)順槽與工作面沒有開采前的瓦斯作預(yù)抽處理，然后把集聚在采空層的瓦斯進(jìn)行相應(yīng)的抽采。該巷道巖層除了遭受本身掘進(jìn)作用外，也會(huì)受鄰近回風(fēng)順槽掘進(jìn)及本工作面回采超前支承壓力的影響。因?yàn)橄锏赖姆?wù)期限較長(zhǎng)，也在一定程度上增大了巷道修護(hù)難度。倘若高抽巷區(qū)域選取適當(dāng)，就可以獲得很好的瓦斯抽采功效；相反，倘若高抽巷區(qū)域選取不適當(dāng)，會(huì)直接影響到瓦斯抽采功效。煤層中解析瓦斯的運(yùn)移規(guī)律主要受如下三方面內(nèi)容的影響：

①在采動(dòng)影響作用影響下，煤層中瓦斯的初始狀態(tài)出現(xiàn)較大改變，由原先的吸附狀態(tài)演變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，然后傳送至煤體裂痕當(dāng)中。工作面回采以后，由采空區(qū)域移向受力釋放區(qū)域，減壓難度指數(shù)增加，瓦斯向采空區(qū)轉(zhuǎn)移。②由于進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)壓顯著強(qiáng)于回風(fēng)巷風(fēng)壓，集聚在采空位置的瓦斯則會(huì)隨風(fēng)漂至回風(fēng)巷側(cè)。③由于瓦斯密度顯著小于空氣密度，瓦斯維持朝上的狀態(tài)運(yùn)行，距回風(fēng)口位置越近在上空的瓦斯體積指數(shù)就越大。所以，煤層傾向區(qū)域瓦斯體積分?jǐn)?shù)會(huì)不斷增高，最后經(jīng)過工作面隅角的裂痕擴(kuò)增到O型圈中。對(duì)于瓦斯礦井而言，瓦斯聚合度最高的位置其就是工作面上隅角位置。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際巖層裂縫O型圈位區(qū)域如下圖2中所示。按照O型圈運(yùn)作機(jī)理，裂縫層內(nèi)O型圈可把煤層和采空區(qū)釋放出的瓦斯儲(chǔ)備。所以，挑選在裂縫帶O形圈周圍安排高抽巷，可以獲得很好的抽采功效。由于回風(fēng)順槽瓦斯體積分?jǐn)?shù)高于進(jìn)風(fēng)順槽，挑選高抽巷偏向回風(fēng)凹槽裂痕帶O型圈旁邊(沒有壓實(shí)位置A頂部)，不但可以抽采高體積數(shù)值瓦斯，而且可以更好地處理上隅角瓦斯超限情況。

圖2 采場(chǎng)O型圈位置

高抽巷安排設(shè)置區(qū)域是由煤體垂距H和回風(fēng)順槽的水平距離S2參值所決定的。所以，高抽巷在安排操作時(shí)應(yīng)依據(jù)的準(zhǔn)則是：①最好挑選在減壓瓦斯的集散處——回風(fēng)順槽旁O(shè)型圈里；②高抽巷需安排在采購(gòu)裂痕層最強(qiáng)高度里；③選取科學(xué)的支護(hù)技術(shù)，保證高抽巷巖層的穩(wěn)定度，使高抽巷不隨著工作面的回采而廢棄。

4 以往高抽巷支護(hù)存在問題

在高抽巷施工完成以后隨著時(shí)間的不斷推進(jìn)，抽取功效變得越來越差，抽采濃度越來越小。經(jīng)過探究發(fā)現(xiàn)受高抽巷周圍巖層的煤和泥巖的影響，當(dāng)巷道受到采動(dòng)影響作用損壞而出現(xiàn)受力不穩(wěn)后，由于巷道兩幫圍巖受力強(qiáng)度較低，片幫、破碎甚至堵塞工作面巷道，嚴(yán)重影響瓦斯抽放效果，甚至威脅回采工作面的安全生產(chǎn)。

5 施工方式改良

(1)工作面高抽巷選擇爆破掘進(jìn)作業(yè)，矸石會(huì)在放炮以后會(huì)下溜到坡底面，扒渣機(jī)實(shí)施卸載操作以后，再經(jīng)過煤溜、皮帶聯(lián)結(jié)融合運(yùn)送到盤區(qū)膠帶機(jī)巷中。施工操作技藝選?。旱谝环排诘角脦蛦栱?，實(shí)施支護(hù)以后安排錨桿(錨索)支護(hù)，撤臨時(shí)支護(hù)到打炮眼之后進(jìn)行打注幫錨桿，然后再安排相應(yīng)檢測(cè)工作，從而再安排裝藥、撤人設(shè)警戒，最后實(shí)施放炮的任務(wù)。(2)為確保巷道安全問題，需在開口處所在的巷道內(nèi)補(bǔ)打加強(qiáng)錨索。初始操作前，安排檢測(cè)標(biāo)示巷道中線任務(wù)，測(cè)出巷道輪廓以后，再實(shí)施開口施工操作。實(shí)現(xiàn)支護(hù)工作后，才可安排開口操作任務(wù)。開口期間，一般距開口往外0.3m處設(shè)置一項(xiàng)錨索任務(wù)，使開口周圍巷道5米之內(nèi)增強(qiáng)錨索和巷道一般支護(hù)錨索間距離不大于0.8米。完成高抽巷開口處增強(qiáng)支護(hù)的效能。(3)高抽巷施工操作模式：工作面高抽巷采用一次性全斷面爆破。放炮工作完成后，不僅應(yīng)該實(shí)施安全檢測(cè)、及時(shí)支護(hù)，在依據(jù)臨時(shí)支護(hù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)中、腰線圈出巷道輪廓樣式，檢測(cè)巷道規(guī)格是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果出現(xiàn)短挖，馬上予以解決，然后安排錨桿、錨索實(shí)施長(zhǎng)期支護(hù)，在巷道頂層長(zhǎng)期支護(hù)可靠的狀況下，將爆破圖表作為炮眼施工的依據(jù)。(4)臨時(shí)支護(hù)：高抽巷放炮以后，1-1斷面和2-2斷面均需要支設(shè)2排單體柱。1-1斷面每排3根，設(shè)置2排，合理安排，每排柱之間距離為1.1m，距離巷幫各1m；2-2斷層每排在巷道中間設(shè)置一根，距離兩幫各1.1m，且單體液壓支柱的布置要有5-6°的迎山角。

結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著開采的逐漸深入，煤礦行業(yè)工作面面臨著瓦斯問題，影響了礦井安全生產(chǎn)。布置高抽巷是一種有效進(jìn)行瓦斯抽放的方式，高抽巷抽放量大，實(shí)踐效果好。隨著回采強(qiáng)度的不斷加大，裂隙形成也就越好，為瓦斯防治工作帶來積極作用。同時(shí)對(duì)高抽巷布置、支護(hù)及施工工藝有了更高的要求，為了確保高抽巷巷道圍巖穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)更好的瓦斯抽放效果，對(duì)高抽巷支護(hù)進(jìn)行了相應(yīng)的改良。