摘要：煤炭资源是不可再生的，是当前工业领域的重要能源资源。当前中国虽然致力于新能源的研发，但是尚无一种新能源可以完全取代煤炭资源。因此，在煤炭开采期间做好安全保障，解决开采环节所遇到的问题是非常必要的。以工作面过空巷期间的安全技术为研究对象，对山西省长治经坊煤业有限公司3-边角05工作面进行研究。为了保证工作面的生产安全，在过空巷期间必须要加强安全管理，采取有效的安全技术措施，规避开采时可能面临的风险，将安全措施落实到位，以有效减少工作面搬家次数，扩大采面储量，提高产量。
关键词：工作面；过空巷；安全技术；支护方式
煤矿开采期间，各类安全问题层出不穷，为了更好地保证生产安全，减少各类事故发生，煤矿企业对于安全工作高度重视，提出了诸多安全生产技术。在工作面过空巷期间，采用的安全技术也较多，而要想保证相关技术有效发挥效用，提高煤矿生产效率和质量，就必须要对相关安全技术进行系统的研究和分析，保证技术有效发挥作用，否则煤矿生产安全难以得到有效保证，其对于煤矿事业的可持续发展将会产生极为不利的影响。
1煤矿内空巷概况分析
煤矿前方40m范围内存在2条空巷，回采期间需通过这2条空巷。运输顺槽A1和B1顶部为溜煤眼，喷浆巷道、溜煤眼下方利用工字钢和木板进行支护，与运顺顺槽是立交关系。空巷的主要特征：a)A1至C处为喷浆巷道，断面规格4m×3m，沿顶板掘进，巷道长度28m，与工作面切眼是立交关系；b)C至A2处为锚网支护巷道，断面规格2m×2m，与工作面切眼是立交关系；c)B1至C处为喷浆巷道，断面规格4m×3m，沿顶板掘进，巷道长度为12m，与工作面切眼是立交关系；d)C至B2处为喷浆巷道，断面规格4m×3m，巷道长度28m，与工作面切眼是斜交关系。3-边角05工作面切眼如图1所示，3-边角05工作面如图2所。
2过空巷技术措施
2.1前期准备工作
在运输顺槽推进至距A1处20m前，由通风科制订相关安全技术措施，派专人将B2处密闭和C处密闭拆除，并将此区域内木料、铁器等杂物清理干净，确保空巷内无任何物料。同时，需要准备足够的支护材料：金属网400片，方木（3m×0.3m×0.05m）150块，小方木（1m×0.3m×0.1m）20块，木料（3m圆木）20根。在准备过空巷15m前，由机头至29支架铺设金属网，机头至15支架之间铺设双层金属网，16支架至29支架之间铺设单层金属网。铺网时，联网采用16铅丝，短边搭接30cm，长边搭接10cm，双边双联、孔孔相连、双丝双扣，所有铺设的金属网必须撑紧、铺平，不得出现坠包的情况；移架工在移架过程中一定要小心谨慎，不得出现撕网现象。在准备过空巷20m前，由C至B2处进行提前支护，支护方法为，利用3m圆木配合小方木垂直于巷道顶底板进行支设，共支2排，紧靠外帮支设一排，1m外支设一排，柱距3m，排距1m，空巷C处支设4根木点柱。在前期准备过程中，不容有丝毫马虎，要明确哪些环节是准备的重难点，然后重点着手分析[1]。同时，还需要保证参与安全技术施工的工作人员对于施工工艺都有充分的了解和认识，能够灵活应用相关技术，对施工期间所发现的问题进行分析和探究。图3为支架下方空巷情况。
2.2运输顺槽通过
A1和B1溜煤眼处技术措施A1和B1处为溜煤眼，下方采用工字钢配合木板的支护方式。在超前支护到此区域时要对工字钢进行回收，具体回收方法为：在相邻2排工字钢之间铺设金属网，金属网下方平行于切眼方向支设4m木料，木料下方利用3.5m单体液压支柱支设，中间2排与工作面超前支护相连接，巷道两侧紧靠煤帮支设2根3.5m的单体液压支柱，支设完成后方可卸下前方工字钢进行回收，严禁在未超前支护前提前回收工字钢[2]。图3支架下方空巷情况示意图若区域内煤层较薄，不足0.5m，或有冒顶危险时，顶部工字钢不进行回收，在铺设金属网和支设好木料后（支设方法同上），只将两侧工字钢棚腿进行回收，并在顶部工字钢两侧下方紧靠煤帮支设2根3.5m的单体液压支柱。
2.3通过空巷
A1至C处和B1至C处时技术措施A1至C处和B1至C处空巷与工作面是立交关系，在清理完巷道内的杂物后，由专人进入此处铺设木板（3m×0.3m×0.05m）和金属网，沿工作面推进方向铺设木板，木板之间相互紧靠，不留空隙，木板上方铺设单层金属网[3]。在工作面回采至此区域时，需缓慢截割，采煤机割煤速度控制在1m/min，且移架工与采煤机司机紧密配合，割一节，移一架，紧跟采煤机前滚筒，支架上方煤层变薄或顶板破碎时，及时超前移架，缩小空顶面积。2.4通过空巷C至B2处时技术措施在通过此区域时，由于巷道与工作面切眼是斜交关系，采煤机通过此区域时，由27支架开始逐步到10支架割透此巷道煤帮，此时调整当班生产循环方式，加快机头至27支架之间的推进速度。在采煤机割透煤帮推至点柱时，如果木料在支架上方，则不进行回收，随工作面推进至支架尾梁后方自行垮落；如果暴露1m空间时，则超前移架紧靠木料，根据现场实际情况进行木料回收，如果无法回收，则采煤机缓慢截割木料，由前刮板输送机运至落煤点，由专人进行回收。
3顶板管理
顶板管理对于煤矿生产的安全性至关重要，在对工作面过空巷期间的顶板进行管理时，要加强对液压支架的控制。液压支架是保证顶板安全的基础，如果液压支架的作用未能有效发挥，那么顶板发生事故的概率将会大幅增加。在对液压支架进行管理时，应当重点关注支架维护以及检修方面的问题，要保证液压支架的撑力达到标准要求[4]。在对液压支架进行维护时，还应当关注两帮以及顶板是否受到干扰和影响。为了降低维护差错率，在维护期间需要由2人进行操作，其中一人负责查看顶板以及巷道两帮状况，另外一人则负责液压支架的维护操作。操作期间发生任何异常情况，操作人员都需要第一时间撤离，以保证施工安全。同时，为了减少顶板事故发生，当前煤矿都已经采取了相应的支护措施，在支护网范围内也需要加强管理，针对各类突发情况也要及时采取措施予以处理。如果发生顶板破碎的情况，要及时加强支护。在对顶板进行管理时，还要积极引入现代化信息技术，对顶板区域状况进行24h的监督，这样即便发生问题，也可以提前预知，及时制订应对方案。
4安全措施
在安全管理方面，可以从以下方面着手：a)在采煤人员进入煤帮之前，需要先使用辅助设备确定有效支护安全区的范围，做好敲帮问顶工作。针对支护区域存在的活碳以及活矸等，要及时采取措施予以处理，避免对采煤工作造成负面影响。b)如果支护设置的是单体支柱，在支柱正式投入使用之前，需要加强检查，要保证支柱拥有实底，如果在检查期间发现底板处于比较松软的状态，则需要对支护进行优化。c)支护期间，如果液压支架所发挥的效用有限，无法满足伸缩梁支护帮顶的要求，就需要辅助发挥支护帮的作用，避免出现煤壁片帮问题影响施工人员的安全。d)工作面过空巷开始之后，与施工作业无关的工作人员严禁进入到施工场地。同时，要在工作面周边区域设置警示标志，正式开始作业之前，需要由专业人员进行审批，确定可以展开作业之后，才能实施下一步操作。此外，在相关工作实施的过程中，还应当加强对工作人员的技术培训，做好技能考核工作，如果技术人员的技术操作不够熟练，也可能会引发安全事故。
5空巷安全技术总结分析
在准备过空巷30m前，必须根据图纸资料和现场实际情况，将空巷内顶底板情况、断面结构、支护状况、设施设备遗留情况和与工作面切眼位置关系等详细情况查探清楚。如果空巷为密闭巷道，必须首先制订安全技术措施，将密闭内瓦斯等有毒有害气体进行排放，确认安全后，方可拆除密闭进入巷道探查，否则不得擅自进入密闭巷道。由于大部分空巷密闭时间较长，必须在打开密闭后，将空巷内所有铁器等杂物及时回收，否则在割煤通过时，易损坏采煤机滚筒，影响刮板输送机的正常生产。工作面生产至今，所遇到的空巷与工作面切眼位置关系有平交关系、立交关系、半立交关系、斜交关系4种。无论哪种关系，必须在距空巷20m前提前进行支护。空巷与工作面切眼位置是平交关系时，推进方法是：提前20m对空巷区域进行支护，支护材料选用Φ18mm、长短合适的圆木和单体液压支柱，垂直于工作面推进方向支设，排距以1m为宜，柱距以0.8m为宜，支护高度不得低于2.3m，接顶不实时要及时绞顶，以保证支护强度。距空巷15m前，调整工作面机头和机尾推进进度，将工作面调斜，使机头和机尾推进进度相差7～8m。调斜完后，加快空巷区域推进进度，直至推进空巷区域，支架钻入木料下方来控制顶板，控制采煤机割煤速度在1m/min，割一架移一架，紧跟采煤机前滚筒移架，并逐架回收单体液压支柱。调斜的目的在于减小空巷内顶板压力，避免空巷整体与工作面切眼对接，出现顶板压力过大，将支架压死或推进困难等情况。空巷与工作面切眼位置是立交和半立交关系时，推进方法为，提前20m对空巷区域进行支护。根据现场实际情况，支护方法有2种：a)在空巷区域底板上铺设假顶，利用厚度不小于5cm、长度不小于3m的木板提前沿工作面推进方向铺设，木板不留间隙，木板上方铺设金属网。b)利用Φ18mm、长短合适的圆木和单体液压支柱进行超前支护，排距以1m为宜，柱距以0.8m为宜，随工作面推进逐步增设。在割煤过程中，在支架前梁上方铺设厚度不小于5cm、长度不小于3m的木板，通过超前移架来控制顶板，预防前方冒顶。空巷与工作面切眼位置是斜交关系时，推进方法为：提前20m对空巷区域进行支护，支护材料选用Φ18mm、长短合适的圆木和单体液压支柱，平行于工作面切眼方向支设[5]。在割煤过程中，加快空巷区域推进进度，控制采煤机割煤速度在1m/min，割一架移一架，紧跟采煤机前滚筒移架，并逐架回收单体液压支柱，待通过空巷后，再对工作面直线度进行调整。
6结语
3-边角05工作面过空巷期间，通过采取合理有效的措施，整体施工顺利，具有良好的社会效益和经济效益。通过研究可以发现，针对复杂工作面过空巷期间可能存在的问题，只有采取先进的技术措施，并严格按照技术措施规定要求施工作业，才可以有效保证施工安全，减少问题的发生。同时，在施工得当的情况下，可以减少搬家次数，扩大采面储量，提高煤炭单产量，这对于煤炭资源的有效利用有着极为重要的作用。
参考文献：
［1］张鹏.综采工作面过断层期间的安全技术措施［J］.山东煤炭科技，2020，38(7)：72-73.
［2］杨斌.综采工作面过断层安全技术管理手段分析［J］.江西化工，2020(2)：300-301.
［3］任彦杰.综采工作面遇破碎顶板期间的安全管理研究［J］.能源与节能，2017(9)：184-185.
［4］蔡福洋.8714综采工作面过断层安全技术研究［J］.中国石油和化工标准与质量，2020，40(1)：211-212.
［5］李海钢.综采工作面过空巷技术及管理措施研究［J］.当代化工研究，2019(8)：155-156.
作者：张卫兵 单位：山西省长治经坊煤业有限公司
返回综合论文列表