工作面過空巷期間安全技術研究

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摘要：煤炭資源是不可再生的，是當前工業領域的重要能源資源。當前中國雖然致力于新能源的研發，但是尚無一種新能源可以完全取代煤炭資源。因此，在煤炭開采期間做好安全保障，解決開采環節所遇到的問題是非常必要的。以工作面過空巷期間的安全技術為研究對象，對山西省長治經坊煤業有限公司3-邊角05工作面進行研究。為了保證工作面的生產安全，在過空巷期間必須要加強安全管理，采取有效的安全技術措施，規避開采時可能面臨的風險，將安全措施落實到位，以有效減少工作面搬家次數，擴大采面儲量，提高產量。

關鍵詞：工作面；過空巷；安全技術；支護方式

煤礦開采期間，各類安全問題層出不窮，為了更好地保證生產安全，減少各類事故發生，煤礦企業對于安全工作高度重視，提出了諸多安全生產技術。在工作面過空巷期間，采用的安全技術也較多，而要想保證相關技術有效發揮效用，提高煤礦生產效率和質量，就必須要對相關安全技術進行系統的研究和分析，保證技術有效發揮作用，否則煤礦生產安全難以得到有效保證，其對于煤礦事業的可持續發展將會產生極為不利的影響。

1煤礦內空巷概況分析

煤礦前方40m范圍內存在2條空巷，回采期間需通過這2條空巷。運輸順槽A1和B1頂部為溜煤眼，噴漿巷道、溜煤眼下方利用工字鋼和木板進行支護，與運順順槽是立交關系。空巷的主要特征：a)A1至C處為噴漿巷道，斷面規格4m×3m，沿頂板掘進，巷道長度28m，與工作面切眼是立交關系；b)C至A2處為錨網支護巷道，斷面規格2m×2m，與工作面切眼是立交關系；c)B1至C處為噴漿巷道，斷面規格4m×3m，沿頂板掘進，巷道長度為12m，與工作面切眼是立交關系；d)C至B2處為噴漿巷道，斷面規格4m×3m，巷道長度28m，與工作面切眼是斜交關系。3-邊角05工作面切眼如圖1所示，3-邊角05工作面如圖2所。

2過空巷技術措施

2.1前期準備工作

在運輸順槽推進至距A1處20m前，由通風科制訂相關安全技術措施，派專人將B2處密閉和C處密閉拆除，并將此區域內木料、鐵器等雜物清理干凈，確?？障飪葻o任何物料。同時，需要準備足夠的支護材料：金屬網400片，方木（3m×0.3m×0.05m）150塊，小方木（1m×0.3m×0.1m）20塊，木料（3m圓木）20根。在準備過空巷15m前，由機頭至29#支架鋪設金屬網，機頭至15#支架之間鋪設雙層金屬網，16#支架至29#支架之間鋪設單層金屬網。鋪網時，聯網采用16#鉛絲，短邊搭接30cm，長邊搭接10cm，雙邊雙聯、孔孔相連、雙絲雙扣，所有鋪設的金屬網必須撐緊、鋪平，不得出現墜包的情況；移架工在移架過程中一定要小心謹慎，不得出現撕網現象。在準備過空巷20m前，由C至B2處進行提前支護，支護方法為，利用3m圓木配合小方木垂直于巷道頂底板進行支設，共支2排，緊靠外幫支設一排，1m外支設一排，柱距3m，排距1m，空巷C處支設4根木點柱。在前期準備過程中，不容有絲毫馬虎，要明確哪些環節是準備的重難點，然后重點著手分析[1]。同時，還需要保證參與安全技術施工的工作人員對于施工工藝都有充分的了解和認識，能夠靈活應用相關技術，對施工期間所發現的問題進行分析和探究。圖3為支架下方空巷情況。

2.2運輸順槽通過

A1和B1溜煤眼處技術措施A1和B1處為溜煤眼，下方采用工字鋼配合木板的支護方式。在超前支護到此區域時要對工字鋼進行回收，具體回收方法為：在相鄰2排工字鋼之間鋪設金屬網，金屬網下方平行于切眼方向支設4m木料，木料下方利用3.5m單體液壓支柱支設，中間2排與工作面超前支護相連接，巷道兩側緊靠煤幫支設2根3.5m的單體液壓支柱，支設完成后方可卸下前方工字鋼進行回收，嚴禁在未超前支護前提前回收工字鋼[2]。圖3支架下方空巷情況示意圖若區域內煤層較薄，不足0.5m，或有冒頂危險時，頂部工字鋼不進行回收，在鋪設金屬網和支設好木料后（支設方法同上），只將兩側工字鋼棚腿進行回收，并在頂部工字鋼兩側下方緊靠煤幫支設2根3.5m的單體液壓支柱。

2.3通過空巷

A1至C處和B1至C處時技術措施A1至C處和B1至C處空巷與工作面是立交關系，在清理完巷道內的雜物后，由專人進入此處鋪設木板（3m×0.3m×0.05m）和金屬網，沿工作面推進方向鋪設木板，木板之間相互緊靠，不留空隙，木板上方鋪設單層金屬網[3]。在工作面回采至此區域時，需緩慢截割，采煤機割煤速度控制在1m/min，且移架工與采煤機司機緊密配合，割一節，移一架，緊跟采煤機前滾筒，支架上方煤層變薄或頂板破碎時，及時超前移架，縮小空頂面積。2.4通過空巷C至B2處時技術措施在通過此區域時，由于巷道與工作面切眼是斜交關系，采煤機通過此區域時，由27#支架開始逐步到10#支架割透此巷道煤幫，此時調整當班生產循環方式，加快機頭至27#支架之間的推進速度。在采煤機割透煤幫推至點柱時，如果木料在支架上方，則不進行回收，隨工作面推進至支架尾梁后方自行垮落；如果暴露1m空間時，則超前移架緊靠木料，根據現場實際情況進行木料回收，如果無法回收，則采煤機緩慢截割木料，由前刮板輸送機運至落煤點，由專人進行回收。

3頂板管理

頂板管理對于煤礦生產的安全性至關重要，在對工作面過空巷期間的頂板進行管理時，要加強對液壓支架的控制。液壓支架是保證頂板安全的基礎，如果液壓支架的作用未能有效發揮，那么頂板發生事故的概率將會大幅增加。在對液壓支架進行管理時，應當重點關注支架維護以及檢修方面的問題，要保證液壓支架的撐力達到標準要求[4]。在對液壓支架進行維護時，還應當關注兩幫以及頂板是否受到干擾和影響。為了降低維護差錯率，在維護期間需要由2人進行操作，其中一人負責查看頂板以及巷道兩幫狀況，另外一人則負責液壓支架的維護操作。操作期間發生任何異常情況，操作人員都需要第一時間撤離，以保證施工安全。同時，為了減少頂板事故發生，當前煤礦都已經采取了相應的支護措施，在支護網范圍內也需要加強管理，針對各類突發情況也要及時采取措施予以處理。如果發生頂板破碎的情況，要及時加強支護。在對頂板進行管理時，還要積極引入現代化信息技術，對頂板區域狀況進行24h的監督，這樣即便發生問題，也可以提前預知，及時制訂應對方案。

4安全措施

在安全管理方面，可以從以下方面著手：a)在采煤人員進入煤幫之前，需要先使用輔助設備確定有效支護安全區的范圍，做好敲幫問頂工作。針對支護區域存在的活碳以及活矸等，要及時采取措施予以處理，避免對采煤工作造成負面影響。b)如果支護設置的是單體支柱，在支柱正式投入使用之前，需要加強檢查，要保證支柱擁有實底，如果在檢查期間發現底板處于比較松軟的狀態，則需要對支護進行優化。c)支護期間，如果液壓支架所發揮的效用有限，無法滿足伸縮梁支護幫頂的要求，就需要輔助發揮支護幫的作用，避免出現煤壁片幫問題影響施工人員的安全。d)工作面過空巷開始之后，與施工作業無關的工作人員嚴禁進入到施工場地。同時，要在工作面周邊區域設置警示標志，正式開始作業之前，需要由專業人員進行審批，確定可以展開作業之后，才能實施下一步操作。此外，在相關工作實施的過程中，還應當加強對工作人員的技術培訓，做好技能考核工作，如果技術人員的技術操作不夠熟練，也可能會引發安全事故。

5空巷安全技術總結分析

在準備過空巷30m前，必須根據圖紙資料和現場實際情況，將空巷內頂底板情況、斷面結構、支護狀況、設施設備遺留情況和與工作面切眼位置關系等詳細情況查探清楚。如果空巷為密閉巷道，必須首先制訂安全技術措施，將密閉內瓦斯等有毒有害氣體進行排放，確認安全后，方可拆除密閉進入巷道探查，否則不得擅自進入密閉巷道。由于大部分空巷密閉時間較長，必須在打開密閉后，將空巷內所有鐵器等雜物及時回收，否則在割煤通過時，易損壞采煤機滾筒，影響刮板輸送機的正常生產。工作面生產至今，所遇到的空巷與工作面切眼位置關系有平交關系、立交關系、半立交關系、斜交關系4種。無論哪種關系，必須在距空巷20m前提前進行支護?？障锱c工作面切眼位置是平交關系時，推進方法是：提前20m對空巷區域進行支護，支護材料選用Φ18mm、長短合適的圓木和單體液壓支柱，垂直于工作面推進方向支設，排距以1m為宜，柱距以0.8m為宜，支護高度不得低于2.3m，接頂不實時要及時絞頂，以保證支護強度。距空巷15m前，調整工作面機頭和機尾推進進度，將工作面調斜，使機頭和機尾推進進度相差7～8m。調斜完后，加快空巷區域推進進度，直至推進空巷區域，支架鉆入木料下方來控制頂板，控制采煤機割煤速度在1m/min，割一架移一架，緊跟采煤機前滾筒移架，并逐架回收單體液壓支柱。調斜的目的在于減小空巷內頂板壓力，避免空巷整體與工作面切眼對接，出現頂板壓力過大，將支架壓死或推進困難等情況?？障锱c工作面切眼位置是立交和半立交關系時，推進方法為，提前20m對空巷區域進行支護。根據現場實際情況，支護方法有2種：a)在空巷區域底板上鋪設假頂，利用厚度不小于5cm、長度不小于3m的木板提前沿工作面推進方向鋪設，木板不留間隙，木板上方鋪設金屬網。b)利用Φ18mm、長短合適的圓木和單體液壓支柱進行超前支護，排距以1m為宜，柱距以0.8m為宜，隨工作面推進逐步增設。在割煤過程中，在支架前梁上方鋪設厚度不小于5cm、長度不小于3m的木板，通過超前移架來控制頂板，預防前方冒頂。空巷與工作面切眼位置是斜交關系時，推進方法為：提前20m對空巷區域進行支護，支護材料選用Φ18mm、長短合適的圓木和單體液壓支柱，平行于工作面切眼方向支設[5]。在割煤過程中，加快空巷區域推進進度，控制采煤機割煤速度在1m/min，割一架移一架，緊跟采煤機前滾筒移架，并逐架回收單體液壓支柱，待通過空巷后，再對工作面直線度進行調整。

6結語

3-邊角05工作面過空巷期間，通過采取合理有效的措施，整體施工順利，具有良好的社會效益和經濟效益。通過研究可以發現，針對復雜工作面過空巷期間可能存在的問題，只有采取先進的技術措施，并嚴格按照技術措施規定要求施工作業，才可以有效保證施工安全，減少問題的發生。同時，在施工得當的情況下，可以減少搬家次數，擴大采面儲量，提高煤炭單產量，這對于煤炭資源的有效利用有著極為重要的作用。

參考文獻：

［1］張鵬.綜采工作面過斷層期間的安全技術措施［J］.山東煤炭科技，2020，38(7)：72-73.

［2］楊斌.綜采工作面過斷層安全技術管理手段分析［J］.江西化工，2020(2)：300-301.

［3］任彥杰.綜采工作面遇破碎頂板期間的安全管理研究［J］.能源與節能，2017(9)：184-185.

［4］蔡福洋.8714綜采工作面過斷層安全技術研究［J］.中國石油和化工標準與質量，2020，40(1)：211-212.

［5］李海鋼.綜采工作面過空巷技術及管理措施研究［J］.當代化工研究，2019(8)：155-156.

作者：張衛兵 單位：山西省長治經坊煤業有限公司