马 宁

（山西焦煤汾西矿业集团柳湾煤矿，山西 孝义 032303）

1 工程背景

柳湾61112 综放工作面所采煤层为11#煤，平均埋深252.2 m，采用综合机械化低位放顶煤全部垮落采煤法，采煤高度为2.6 m，放煤高度为2.48 m。

61112 综放工作面中部有一小窑遗留下来的暗井与底部空巷连通，上部与9#煤空巷相连，共同构成原小窑的提升系统。经查明暗井直径为5 m，落底至11#煤底部，于2009 年8 月采用煤矸与黄土填实，如图1 所示。

位于工作面底部以下的空巷呈V 字型布置，与工作面的层间距为0.5～11 m，底部空巷整体与工作面斜交，巷高、巷宽均为2 m，巷内原支护采用木棚支护，间距为1 m，如图2 所示。

2 底部空巷及暗井顶底板控制

2.1 暗井铺设人工假顶

暗井上口位置采用规格为6 m 的工字钢配合Ф24 cm×3.6 m 的半圆木棚板进行密铺，形成人工假顶。当工作面采至距暗井位置5 m 时，沿工作面方向打规格为Ф20 mm×2 m 的锚杆，间距为0.2 m。随后在锚杆临近位置斜向上15°朝暗井施工规格为Ф17.8 mm×8 m 的锚索，后采用钢丝绳配合绳索将配套的锚杆、锚索对齐固定，锚索一侧采用木棚板联锁，形成第二层人工假顶。如图3、图4 所示。

图1 暗井充填情况剖面图

2.2 底部空巷加强支护

工作面推进至距离底部空巷100 m 位置时，对底部空巷及暗井加强支护，具体方法为：层间距大于7 m 的范围采用1.6 m 的半圆木棚板水平架设木垛，木垛间距边-边1.5 m；层间距大于5 m 的范围支护方式与上述一致；2 m ≤层间距≤5 m 的范围同样使用1.6 m 的半圆木棚板水平架设木垛，木垛间距为1 m，并在木垛间充填料石；层间距＜2 m的范围使用3.6 m 木棚板密铺，并在棚板上方使用料石全部填实。如图5 所示。

图2 底部空巷及井筒位置平面示意图

图3 暗井上部口维护示意图

图4 暗井中部加固示意图

图5 材巷底部空巷维护示意图

3 工作面通过底部空巷及暗井流程

（1）工作面距离底部空巷30 m 时，开始均匀留厚约300～500 mm 的底煤，逐渐增加层间距。

（2）根据工作面推进情况对暗井及底板空巷进行钻探，探明积水情况。

（3）工作面进入底部空巷影响范围后慢速推进，根据底板情况进行支架操作。

（4）工作面推进至距暗井10 m 范围时，停止放顶煤；推进至暗井壁2 m 时，对暗井进行加固，适当降低工作面采高，使用支架托住第二层人工假顶推进。

（5）工作面推进至暗井壁时，先打开一个0.5×0.5 m 的观察口，再次确认充填物凝结情况，进入暗井内部后根据底板充填情况进行割煤作业。

（6）工作面通过暗井及底部空巷后，依据现场顶底板情况逐步恢复放顶煤工序。

4 主要安全技术措施

（1）工作面进入底部空巷区域后，在临近材巷侧每隔2 m 标一个点，结合图纸得出空巷推进—延伸关系，每班根据工作面推进位置推算空巷在工作面的具体影响范围。

（2）拉架作业时滞后采煤机3～5 架及时拉架，必要时可进行二次移架。拉架时应少降、慢速、快移，当支架出现下沉趋势时要停止移架，在底座下方充填煤矸后再继续拉架。升架时要缓慢送液，不得过度升架，初撑力控制在20 MPa 左右，发现支架出现下沉趋势时，停止升架。

（3）当出现煤机割通底部空巷的情况时，立即停止作业，根据现场情况采用煤矸、料石进行充填，防止支架下陷。

（4）割至暗井范围时，煤机司机要放慢割煤速度，若出现流水、充填物涌出、气体异常时应立即停止割煤，保持煤机滚筒处于原位、刮板输送机等运输设备开启，人员沿避灾路线撤退。当班负责人在皮带机头观察出料情况，待输送机拉空后到材料巷地势较高的地点观察现场情况，采取进一步维护措施。

（5）当二次移架后端面距仍超过340 mm，应在支架上方插入Ф24 cm 的木棚板，并在梁头位置支设单体支柱加强支护，待下一循环拉架后再将单体支柱回撤。

5 过底部空巷及暗井期间的顶板监测

5.1 工作面顶板监测

在工作面每个液压支架上安装一组数值压力表或矿压在线监测分站，用于监测液压支架的初撑力和工作阻力。压力表每架一个，监测分站均匀分布安装在液压支架上（每15 架一台），定期收集记录观测数据，并及时分析整理，做出预测预报。

5.2 超前支护和端头支护的监测

每天对工作面两巷超前支护和端头支护质量监测检查，用手持式压力表监测单体液压支柱的初撑力及工作阻力，发现问题要及时制定改进措施，保证支护质量符合要求。矿压组根据观测数据，及时分析整理，做出预测预报。

5.3 两巷顶板监测

两巷每隔50 m 安装一组顶板离层仪，每两天进行一次监测并做好台账记录（工作面50 m 范围离层仪每天观测一次），通过分析离层仪数据做出顶板离层预测，发现离层及时加强支护。

5.4 顶板监测数据

表1 矿压监测数据汇总表

如表1 所示，本次观测主要在工作面及两巷超前支护范围进行，超前支护以外的地点经抽样检测，整体压力值无明显变化。

6 结论

（1）综放工作面跨暗井及底部空巷时，铺设双层人工假顶可以更有效地控制顶板。

（2）暗井及小窑空巷区域及其附近20 m 范围围岩应力明显增加，将影响范围超前支护距离延长至30 m。

（3）对于底部空巷，抗压强度为14.7 MPa 的底部岩层，当岩层厚度大于2 m 时，底部不易发生塌陷，采用常规维护措施即可。

（4）跨废旧暗井时，支架的初撑力控制在18～20 MPa 之间可有效控制顶板，且不会发生底陷。