大采高综采工作面拆除通道支护技术实践

大采高综采工作面拆除通道支护技术实践

汤忠海

（淮北矿业（集团）有限责任公司 综采安拆分公司，安徽 淮北 235000）

摘 要：为了解决大采高工作面拆除过程中瓦斯涌出这一安全隐患，结合许疃矿7₂314综采工作面的实际情况，改变常规的拆除工艺，通过煤壁侧采用工字钢-钢丝绳-锚网-风筒布形成“网式”支护留设“△”通风道，实现了大采高综采工作面拆除期间全负压通风，施工期间瓦斯得到了有效的控制，既保证了施工安全，又实现了矿井生产的正常接替。

关键词：大采高工作面拆除；预留通风道；瓦斯治理；全负压通风

0 引言

现阶段随着采掘新装备以及柴油单轨吊、齿轨卡轨车等一些新装备和“一站式”安装、拆除等一些新工艺的应用，大大提高综采工作面安装、拆除的效率、缩短工期，但是综采工作面拆除期间的通风安全问题，一直没有从根本上解决。因此，目前各矿采用的撤架通风方法多种多样。许疃矿7₂314综采工作面最大倾角为10°，面长300m，工作面出架高度不低于4.5m，工作面共有ZZ11000-25.5/56型支架170架，ZT14500/23/48型端头支架1架。拆除期间使用柴油单轨吊安装48t重型起吊梁实现从工作面迎头到拆除峒室“一站式”整架运输拆除工艺，为了提高大采高工作面拆除效率和安全性，传统的拆除工艺采用煤壁侧支设木垛预留通风道进行通风，由于DZ2200柴油单轨吊采用2+3+5的驱动分布方式，其重型起吊梁前有5组驱动长度约15m，要求煤壁侧距迎头15m内不能有阻碍柴油单轨吊运行的木垛，将难以维护迎头的顶板安全。

许疃矿7₂314综采工作面为瓦斯异常工作面，采用传统的拆除工艺无法满足瓦斯稀释的风量要求，若工作面拆除期间不能满足全负压通风，容易发生瓦斯超限隐患。针对以上问题，为及时完成综采设备的拆除工作，并保证安全生产，尝试改变常规的拆除工艺，通过留设“△”通风道，保持工作面拆除期间的全负压通风以及柴油单轨吊的“一站式”运输运行要求，实现综采设备的安全顺利拆除，同时保证拆除期间对工作面涌出的瓦斯进行有效治理。

1 工程概况

许疃矿7₂314综采工作面位于83下采区北翼第Ⅱ阶段，北至工业广场保安煤柱，南至83下采区运输兼行人下山，东临7₂316工作面(尚未准备)，西临7₂312工作面。工作面煤层为71与72煤合并区，属二迭系下统下石盒子组，煤厚3.60～7.10m，平均4.90m(局部含一层夹矸)，72煤层与下部82煤层层间距11.14～16.78m，平均13.55m。工作面支护金属网采用8#铁丝制作，双股8#铁丝联网，支护方式为“锚、带、索、网”和架29U型棚联合支护，顶板破碎段使用3.6m工字钢作为梁子，一梁三索补强支护，使用金属网、双抗网、板皮背帮。

2 大采高综采工作面“△”通风道留设可行性分析与实践

2.1 支架拆除期间空顶区域的顶板管理

拆除支架所形成的空顶区，及时采用铰接顶梁或π型梁配合单体支柱架设走向棚,使用π型梁时，一梁三柱；使用铰接顶梁时，每排使用两节，（若顶板条件差时，每排可使用1节铰接顶梁，但必须一梁两柱），煤壁侧一节铰接顶梁支设两颗单体，老塘侧一节铰接顶梁支设一颗单体，棚间距0.75m±50mm,见八回二，保持六排，维护出架空间顶板，如顶板破碎撕网时，及时打撞楔、联网。

2.2 工作面煤壁侧“△”通风道留设工艺

⑴工作面拆除期间，必须预留通风道，保持全负压通风，以保证通风断面，且风量满足要求。

⑵工作面支架拆除前及时在下端口支设2-5个“#”型木垛（煤壁侧向外2个，老塘侧3个），维护下出口顶板。

⑶工作面拆除支架时，为了防止老塘垮落堵塞通风道，在撤架通道内采用工字钢、钢丝绳、锚网形成“网式”支护，确保通风道通风顺畅。

具体施工方法：在撤架通道内距离煤壁高约3.2m，每相隔500mm（±100mm）使用长4m的11#工字钢沿工作面方向施工。工字钢斜竖在煤壁上，下端埋入巷道底板约200mm深,上端顶部割φ16mm孔用双股8#铁丝与帮部支护钢带牢固连接，形成“△”断面。沿工作面倾斜方向在工字钢内侧上横向固定3道不小于φ24mm钢丝绳，从工字钢下端距离底板约1000mm起向上，间距800～900mm，采用φ20的U型卡箍固定，未使用卡箍固定的使用双股8#铁丝固定。在工字钢上铺满锚网（或废旧带面），在锚网上方铺满风筒布或木板，形成“网式”支护。工字钢铺设不得滞后已拆除的液压支架2架宽度。铺设要牢固，确保老塘侧垮落的煤矸被挡住，保护通风道畅通。（见下图1）

图1 支护示意图

⑷在工作面U型棚梁支护段，棚梁下煤帮侧要使用木料支设点柱。

⑸工作面拆除期间，加强通风瓦斯巡检，进、回风流中的瓦斯浓度必须符合要求，若甲烷浓度大于0.5%时，立即停止作业，撤出人员，采取有效措施处理，并及时向调度指挥中心汇报。

⑹，当工作面压力较大，采用“网式”支护已无法正规维护通风道时，工作面将采用在煤壁侧使用直径不小于150mm的方木支设连续“#”型木垛的方式维护煤壁侧通风道顶板。顶板破碎严重时，要在木垛及相邻木垛上用木料、笆片等材料过实，防止漏矸堵塞断面。木垛距离煤壁不得小于600mm。

2.3 工作面煤壁侧“△”通风道安全可靠程度高低的分折

实践证明，综采工作面拆除期间的瓦斯主要来源于采空区(俗称老塘侧)。老塘瓦斯涌出量的大小与全负压风量有关，其数量关系为老塘侧瓦斯涌出量与风量的平方根成正比。

传统的支设木垛留设撤架通风道，由于支架的逐渐拆除，塘侧顶板随之冒落，通风驵力逐渐增加，工作面采空区的漏风弧线曲率逐渐增大，漏风带宽度由窄变宽 ，进而由全负压通风过渡到老塘通风，采空区的瓦斯随风流被卷吸到工作面迎头撤架地点及工 作面风流中，造成瓦斯涌出量大增以致超限。可见采用传统的支设木垛的预设通风道保持工作面全负压通风的方法，瓦斯事故的潜在危险还是时刻存在的。

而许疃矿7₂314综采工作面煤壁侧采用留设“△”通风道，保持工作面支架拆除期间全负压通风的方法对预防瓦斯的安全可靠程度之所以高，其原因是入风侧截断了老塘侧的负压风源。在其入风侧使用严密性好的风筒布铺开形成挡风墙，入风侧的负压风源进入到老塘侧的路径就完全被截断了。其实质就等于截断了老塘侧的瓦斯涌出源，使老塘瓦斯由涌出方式过渡到缓慢的扩散方式，老塘风压由动平衡过度到静平衡，瓦斯由涌出转化为扩散，其量很小，一 般介 于0．32～0．57m³／min之间，因地可以被煤壁侧的全负压通风风流稀释到安全限度以下。

3 结 论

以许疃矿7₂314综采工作面的生产实际出发，煤壁侧支设“△”通风道的选择满足四条基本原则：—是看安全可靠程度是否最高， 这是个大前提，二是看经济上的投入是否最少，三是看通风管理是否最简便，四是看撤架工期是否最短。

实践证明：大采高综采工作面采用“△”通风道留设的施工工艺满足了综采工作面拆除期间新设备、新工艺的应用要求。切实实现了高效率、低投入快速安全的综采大采高工作面拆除工艺。

作者简介：汤忠海(1987—),男,汉族,安徽肥西人,助理工程师,本科学历,2016年1月毕业于中国矿业大学机械电子工程专业，现任综采安拆分公司许疃项目部技术主管，主要从事综采设备安装技术管理工作。