摘要：本文介绍了矿井在三软地质条件下过老巷回采技术，从不同老巷揭露状态入手，通过采取不同的老巷处理方法，制定行之有效的安全措施，重点解决顶板管理、层位调控、气体管理、老料处理等方面的问题，进一步减少老巷对工作面正常回采的影响，为工作面安全高效生产提供技术支持。
关键词：工作面；三软地层；过老巷回采
前言
梁家井田系第四系及第三系玄武岩覆盖下的新生代第三系煤田，实测围岩的普氏硬度系数均小于1，其单向抗压强度不超过10MPa，属于典型的“三软”煤系地层。矿井自1992年投产以来，煤炭储量的逐年减少，接续压力越来越大，工作面的设计布置也不得不向地质条件复杂、开采难度较大方面过渡，工作面回采过老巷、过下部复杂区、过大断层等将是不得不面对的课题。
1 工作面及老巷概况
本文选取了两个典型过老巷工作面：4106综放工作面过煤4总回风巷、1207综采工作面过东翼回风上山。煤4总回风巷与4106工作面垂直，伴随工作面回采结束；东翼回风上山与1207工作面近平行，自揭露至推过老巷，工作面推进11m。其位置关系如图：
老巷支护形式：两条老巷均采用了料石碹反底拱锚网喷锚梁相结合支护形式，不同之处在于东翼回风上山局部巷道架设U型钢棚加固。
老巷分布特点：煤4总回风巷穿层布置，位于工作面顶板以上，随工作面推进，首先在工作面上方2～3m位置揭露，随着工作面的推进，老巷相对位置逐渐下移，直至位于工作面底板3m以下，属于典型的穿工作面老巷；而东翼回风上山沿煤1底板施工，位于工作面上部，由于与工作面平行，老巷一次性揭露面积较大。
2 需要解决的技术问题
工作面内老巷的存在，对于回采的影响主要是老巷的原支护状态变化、老巷周围顶板煤壁防护、气体监控、老料处理的多方面问题；东翼回风上山因与工作面近平行，回采期间一次性揭露面积较大，尤其工作面顶板、煤壁的防护，老料的回撤等同样面临较大挑战。尤其是在软岩地质条件下，受软岩特性的影响，由于围岩强度低老巷的蠕变变形大，巷道状况差，特别是受回采影响，在还尚未揭露老巷以前，回采的超前动压将会使老巷进一步的变形破坏，围岩应力重新分布，造成老巷状态的进一步失稳，给工作面回采造成较大影响。因此在软岩地质条件下，回采过老巷的重点是如何发挥好老巷自身的支护强度而不造成失稳，或因老巷的失稳带来的顶板控制、煤壁片帮问题。本文将从老巷不同揭露状态入手，通过不同的过老巷方法，解决工作面顶板管理、层位控制、气体管控、老料回撤等方面的问题，进一步减少老巷对工作面正常回采的影响，为工作面高效生产提供技术支持。
3 回采过老巷技术实践
3.1 总体原则
过老巷回采应以减少老巷暴露面积及老巷揭露时间为基本原则。工作面回采时应通过层位调控，尽量避免老巷直接揭露，必须揭露老巷时，要减少老巷揭露范围，以降低老巷管控难度，老巷揭露后，加强揭露范围及上下支护，对于斜交老巷等揭露面积较大时，及时进行工作面调斜，以快速通过老巷，对于工作面底板出现的空洞，要及时填实，确保底板稳定，过老巷期间，严格通防管控，加强工作面设备维护。
3.2 基本要求
（1）、根据现场情况，及时调整巷道支护形式，对两巷处的老空密闭位置，要采取套棚加密支护方式，提高支护强度，保证工作面推进过程中的老空密闭状态。
（2）、工作面正面揭露老巷后，加强老巷区域的顶板管理及煤壁防护，如支架接顶不实，在支架前梁、顶梁上用道木背实，保证接顶密实。支架前方顶板破碎空顶时，必须在支架顶梁上插入板梁或π钢，超前维护空顶顶板。
（3）、工作面老巷揭露后，及时对回采区域老巷内的料石、锚杆、锚梁、U型棚、管路等物料进行清拣，减少采煤机截割造成的设备损伤，回采时，采煤机缓慢通过。
（4）、过老巷回采期间，加强层位调整，可适当降低采高，当顶板来压造成工作面底鼓时，及时卧底，减少对工作面回采的影响。当工作面刮板输送机扎底侧翻时，要进行每班架前卧底，并采取溜槽下垫道木、支架推拉杆上施打单体压柱等方法，减少溜槽前倾角度，同时，减少采煤机进刀深度，确保工作面“三平一直”。
（5）、对于发生漏顶和冒顶的老巷，回采过程中首先采取在漏顶区及周围施打端头固定锚杆的方法，稳定漏顶区域的顶板，防止顶板发生进一步的漏冒。其次要及时拉超前架护顶，伸出支架前梁护托住前方顶板，在割煤过程中对于漏顶区域要尽量减少采煤机对顶板的扰动，一般采取采煤机只割底刀的方法，扫清底板后及时推溜拉移超前架，从而对工作面煤壁前方的顶板实施控制，减少顶板进一步冒落的可能。为确保现场的安全管理，制定了发生漏顶、冒顶的应急处理方法。
（6）老巷与工作面平行，一次揭露面积较大时，应加强工作面调斜，回采时可分段执行，在过老巷期间每3刀调斜1刀，保证溜头向前推进12刀以后，溜尾向前推进16刀，工作面上半部支架先推出老巷影响区域，而后，采用多进溜头少进溜尾的方式过下半部分老巷，减少老巷暴露面积的同时，确保了老巷的快速通过。
（7）工作面底板高于老巷底板时，应随时观察工作面底板状态，工作面底板出现空洞时，要往返牵引采煤机将浮矸充填到空洞内，并使用采煤机滚筒（摘掉离合，降摇臂）对浮矸进行压实，并反复往返采煤机将底板压实。底板空洞较大，采取填充矸石后仍无法保证工作面正常推进时，为了保证工作面底板空洞区域内支架状态，防止溜子、支架下沉，采取在支架下方铺设长道轨的方式进行处理：
1）道轨铺设要求：工作面每割1刀，铺设道轨1根，道轨平躺放置，在煤壁沿工作面倾斜方向横跨铺设在底板空洞区之上，道轨两端要压在未塌陷底板上。
2）支架拉移要求：铺设道轨后，缓慢推出溜子，先将空洞区两端的支架拉移到位，再移空洞区支架，推移溜子过程中可适当起吊溜子，确保道轨完全垫到溜子下方；支架接近空洞区时，底板空洞区支架不得拉超前架；支架通过空洞区域时，顶梁接顶即可，以防压垮老巷。
3.3 机电设备管理
（1）在两巷及工作面区域备用各类物料，便于处理工作面过老巷期间出现的各种情况。
（2）老巷内有锚梁、U型钢棚、管路等影响割煤时，应在老巷区域支架前梁下方安设回料千斤顶，以便于老巷内物料的及时回撤：
①采煤机割至老巷内物料（如道轨等）位置时，将采煤机牵至10部支架以外位置，采煤机、溜子停电闭锁，采煤机滚筒摘离合，支架伸出伸缩梁打出护帮板护帮护顶，经敲帮问顶检查顶板煤壁无问题后，人员进入机道内，站在有掩护的安全地点进行作业。
②将老巷内物料使用大链与千斤顶连接牢固，拴链人员及其他无关人员撤离至安全地点后，作业人员站在支架下的安全地点操作千斤顶将物料拉出，防止物料崩落伤人。
（3）老巷内出现灌注体、料石等杂物，易对采煤机、溜子等设备造成损害时，应放慢采煤机截割速度，减少采煤机的直接损耗，对出现的大块喷体应及时破碎、料石及时捡出，减少设备磨损；
（4）提前对工作面各种设备进行排查，消除设备存在的隐患；加强设备保养维护力度，对于采煤机截齿、溜子刮板等易磨损部件，进行重点管控，确保设备良好运转。
3.4 通防管理
（1）工作面老巷揭露之前依照“先探后采”的原则，严格了执行气体超前探测工作，当老巷内的甲烷浓度超过0.8 %时，严格落实了瓦斯排放措施，确保老巷内气体正常后，方可回采揭露老巷。
（2）对老巷内的瓦斯气体采用探眼排放和全风压排放相结合的方法，因煤4总回风巷封闭时间较长，瓦斯浓度较高，排放瓦斯期间把排放的甲烷浓度始终控制在0.8%以下，保证了瓦斯排放工作一次性安全排放。
（3）老巷揭露后，加强了老巷揭露区域气体的检查监测，同时加强老巷洒水、通风，降低了煤体温度，稀释有害气体浓度，保证了工作面过老巷回采期间的安全。
（4）全面落实了工作面过老巷防火措施，增加了采空区注浆和注惰性气体的频次，做好了采空区封堵漏风和减缓采空区煤体氧化进程的工作。
3.5 排水管理
在溜头以及工作面老巷附近安设水泵进行老巷出水的抽排作业，最大限度减少老巷出水在工作面的漫流，防止工作面底板松软造成溜子前倾和支架扎底现象，保证工作面正常推进。对于排水系统，要做好水泵备用、管路排查、杂物积淤清理工作，确保排水系统完好。
4 主要技术创新点
（1）通过老巷分布特点对比研究，制定了不同条件下的过老巷回采工艺，为矿井的资源回收提供技术支持。
（2）针对不同条件下老巷技术研究与实践，重点解决了影响安全回采的顶板管控问题，极大地缩短了过老巷回采时间。
（3）通过过老巷回采层位调控，减少了老巷对工作面回采的影响，最大限度的增加资源回收。
（4）加强机电设备维护，通过老巷内旧料的现场处置，降低了旧料对现场设备的损害及铁器飞溅伤人的安全风险。
（5）通过通防及防治水措施制定与实施，解决了工作面过老巷回采期间气体和水治理问题，消除了有害气体带来的安全隐患。
5 结语
通过三软地质条件过老巷回采技术方案的研究、优化，实现了工作面过老巷回采期间安全高效回采，有效提升了矿井资源的回收潜力。该项目可以为类似条件下过老巷回采提供经验借鉴，提高矿井经济效益和安全生产水平。
作者简介：石国生（1981--），男，工程师，注册安全工程师，毕业于山西农业大学电气工程及其自动化专业，现于梁家煤矿生产技术装备部从事采煤技术管理工作。
论文作者:石国生,
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：工作面论文; 顶板论文; 支架论文; 底板论文; 采煤机论文; 空洞论文; 气体论文; 《基层建设》2018年第29期论文;