李健健

（晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿，山西 晋城 048000）

采煤工作面空巷的形成原因复杂，多数是由于采掘衔接变更、小窑破坏等诸多原因造成。空巷的存在直接影响工作面的正常生产，往往由于其形成时间较长，所处环境应力状态复杂，巷道围岩变形严重，受到工作面超前支撑压力影响，极易发生压架、倒架，甚至出现顶板切断事故[1-4]。因此，有必要采取预先加固措施对空巷区域进行提前处理，确保工作面通过空巷期间的安全。本文针对成庄矿5314 大采高工作面过空巷的工程实例，提出空巷预注浆加固技术，确保5314 工作面安全高效生产。

1 工程概况

5314 大采高工作面位于成庄矿五盘区大巷以北，5312 工作面以西，北翼集中回风巷及胶带巷以东。5314 工作面安全回采需要对预先留设的53141巷和53146 巷之间的6 条联络巷及对接切眼进行处理，尤其是53146 巷平行段与A1 横川、对接切眼。其中，53146 巷平行段长度约为189.3 m，巷道断面尺寸5.5 m×3.8 m；对接切眼长度约189.3 m，巷道矩形断面尺寸8.5 m×3.8 m，局部跨度可达9.5 m。为了将空巷对工作面正常回采的影响降到最低，有必要提前对空巷影响区域进行注浆加固处理。5314大采高工作面空巷位置图如图1 所示。

2 空巷区域注浆加固方案

2.1 方案设计思路

根据工作面空巷分布情况可知，在53146 巷与对接切眼之间存在189.3 m×89.2 m 的煤柱区域，煤柱破碎，示意图如图2 所示。在工作面推进至该区域时，工作面强烈的超前支撑压力作用与巷道应力集中相叠加，煤柱区域煤体及对接切眼前方煤体极度破碎，易发生严重的煤壁片帮、漏顶现象。因而有必要针对该区域制定注浆加固专项方案，以确保工作面通过空巷期间的安全。

图1 5314 大采高工作面巷道布置图

图2 煤柱破碎区位置示意图

图3 注浆钻孔布置示意图

2.2 注浆材料性能

表1 单液材料不同龄期单轴抗压强度测试

注浆材料选择单液材料，现场配制水灰比为0.6，材料在拌制后30～40 min 内流动性良好，浆液在2～3 h 后丧失流动性（完全符合长距离泵送和孔内渗透的要求），10～12 h 后完全硬化，1 d 龄固结体单轴抗压强度可达20 MPa。不同龄期单轴抗压强度如表1 所示。

2.3 注浆钻孔布置

在53146 巷巷帮及对接切眼回采侧分别向煤体中布置孔深30 m、直径42 mm 的注浆钻孔，提前完成钻孔施工、插管、封孔工作，待工作面推进距空巷50 m 左右时，实施注浆作业。空巷内共布置两排注浆钻孔，钻孔呈“三花”布置：上排注浆钻孔距巷道顶板1 m，钻孔垂直煤帮打设，钻孔间距6 m；下排注浆钻孔距巷道底板1.3 m，仰角2°，钻孔间距6 m。巷内施工孔深30 m 的注浆钻孔合计194 个。注浆钻孔布置图如图3 所示。

3 施工安全措施

（1）在工作面过空巷的过程中，往往由于超前支撑压力影响导致空巷内出现片帮冒顶现象，严重的甚至发生工作面顶板切断的事故，因而需要提前落实空巷内部加固措施。提前在空巷工作面侧进行顶板锚杆索补强支护，在此基础上间隔布置木垛加强支护，确保过空巷期间顶板安全。

（2）当5314 大采高工作面距离53146 巷平行段15～20 m 左右时，及时进行工作面调斜处理，确保工作面支架分架分组进入空巷，避免空巷压力过大造成支架倾倒、压死的现象发生。工作面与两顺槽的夹角应保持在7°左右。顶板破碎时，应提前进行拉架作业，必要时严格落实带压移架措施。

（3）落实现场管理制度，确保机电设备正常运转。由于过空巷期间现场作业环境复杂多变，对人员素质、设备稳定性要求较高，因而需要提前制定相关措施，确保工作面有序推进。一是加强人员考勤管理，过空巷期间工资福利政策向队组适当倾斜；二是加强现场机电设备管理，过空巷前提前对重点机电设备进行检修，过空巷期间应每班设置专人对机电设备进行维护，确保设备正常运转[5]。

4 经济效益分析

5314 工作面通过预注浆加固技术，回收了工作面搬家倒面损失的煤柱资源。初步测算煤柱储量在8 万t 左右，按照每吨100 元的利润计算，可创造经济效益800 余万元。同时，工作面搬家倒面所需人员按照每天120 人计，每人280 元，施工45 d，费用合计151.2 万元。由此可见，采用空巷无机材料预注浆加固技术，不仅安全回收煤柱资源，提高资源回收率，而且有效地缓解了矿井采掘衔接紧张的局面，产生可观的经济效益。

5 结论

综采工作面如何安全高效地通过空巷影响区域一直是影响矿井安全生产的难题。通过工作面过空巷无机材料预注浆技术提前对空巷区域松散围岩进行加固处理，提高空巷影响区域围岩的强度，有效确保过空巷时采面的安全。通过空巷无机材料预注浆技术减少搬家倒面的人力物力损失，取得良好的经济效益。本次成功通过空巷区域的工程案例为类似条件下工作面过空巷积累了宝贵的经验，有助于确保工作面安全高效生产。