＊肖双中

（晋能控股煤业集团有限公司燕子山矿 山西 037037）

1.在掘、将掘小煤柱巷道情况

山4#层5208巷设计长度2698m，与8210工作面煤柱留设5m，断面宽×高=5.0m×3.5m，邻面8210工作面正在回采，预计2021年7月初停采，预计5月10日在巷道里程340m处采掘交锋。巷道支护：顶锚杆6排，锚杆规格：φ22mm×2400mm，排间距=900mm×1800mm，与锚索交替布置，配长钢带4800mm×280mm×4mm；帮锚杆4排，锚杆规格：φ22mm×2400mm，配钢垫片250mm×250mm×10mm；顶锚索6排，锚索规格：φ21.8mm×6300mm，排间距=1000mm×1800mm，与锚杆交替布置，配JW钢带3500mm×330mm×6mm。煤柱侧喷浆厚度100mm。

C3#层5218巷设计长度2516m，与8216工作面煤柱留设5m，断面宽×高=5.0m×3.5m，邻面8216工作面2020年6月份回采结束，稳定期10个月，巷道上覆为采空区，与上覆山4#层层间距为20-25m，巷道支护同山4#层5208巷。

2.影响安全掘进的因素

(1)临空稳定时间不足，巷道顶板不易控制

领面采空区稳定时间不足，端部覆岩未形成稳定结构，小煤柱沿空掘巷时，巷道易出现强矿压，造成巷道变形严重，影响安全生产。

(2)存在巷道呼吸现象，临面采空区易自燃

根据山西煤炭工业综合测定中心对煤自燃倾向性鉴定结果：燕子山矿东区4#煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级，属自燃煤层，煤层最短自然发火期84天。燕子山矿东区3#煤层自燃倾向性等级为Ⅱ级，属自燃煤层，煤层最短自然发火期83天。

观测表明，采空区中含有CH4、CO2、O2、N2等气体成分。8216采空区CH4浓度1.7%-3.0%，CO2浓度6.0%-8.3%，O2浓度3%-4%。综合8216采空区气体成分综合分析：若留设小煤柱，当相邻的工作面开采时，有可能通过隔离小煤柱裂隙，回采过程中为相邻采空区提供动态供氧条件，为煤炭的氧化与升温创造了条件。

(3)煤柱裂隙发育，瓦斯易涌出

燕子山矿为低瓦斯矿井，依据2020年瓦斯等级鉴定结果为燕子山矿为瓦斯矿井。矿井瓦斯绝对涌出量为24.02m3/min，二氧化碳绝对涌出量为30.45m3/min；瓦斯相对涌出量为2.34m3/t，二氧化碳相对涌出量为2.97m3/t；采煤面最大绝对瓦斯涌出量为1.87m3/min；掘进面最大绝对瓦斯涌出量为0.31m3/min。3#层8216工作面走向长度为2450m，倾斜长度为180m，平均采高6.5m。该工作面于2020年6月回采结束。山4#层8210工作面走向长度为2750m，倾斜长度为180m，平均采高6.5m。该工作面于2021年6月回采结束。沿空掘巷期间来自采空区浮煤、煤壁及围岩等处的瓦斯有可能通过小煤柱裂隙泄漏。

(4)煤柱裂隙发育，邻面采空区低洼处积水易涌出

采空区巷道低洼处易积水，小煤柱沿空掘巷因煤柱裂隙发育，若探放水不及时，采空区积水易通过煤柱涌出。

(5)临面硐室处煤柱较小，存在贯通可能

小煤柱沿空掘巷工作面遇临空皮带头硐室、绞车硐室等，沿空巷道与硐室间的煤柱宽度仅剩2～3m，上区段工作面回采期间未对硐室进行充填、封闭等处理，调车硐室内的水、火、瓦斯会给小煤柱工作面带来安全隐患，须对临空调车硐室采取注浆充填等技术措施确保安全生产。

3.治理措施

(1)顶板方面

①巷道围岩监测。锚杆锚索测力计：对小煤柱沿空巷道，按照50m一组安装锚杆锚索测力计，并安排专人进行定期观测，锚杆锚索受力出现增大现象及时制定相应措施。位移监测：巷道定点进行围岩位移监测，掌握顶板移近量，两帮移尽量变化规律。顶离观测：加强日常顶离观测，全部观测记录统计成册，分析顶板离层变化规律，并对顶板离层处及时进行钻孔窥视，采取相应加强支护措施。

②施工卸压槽。在小煤柱沿空巷道底板施工卸压槽，通过破坏底板结构、预留变形减弱巷道围岩矿压显现强度。卸压槽预留了一定的变形空间，能有效吸收巷道底板的水平变形和下部底板的隆起变形，从而减小巷道变形和破坏。

③局部卸压孔。在局部出现强矿压区域进行钻孔卸压，人为破坏围岩结构，促使围岩裂隙发育、塑性区扩展，将高集中应力向围岩深处转移，在围岩破坏的过程中使高应力得到释放，从而缓解局部巷道强矿压显现，保证巷道围岩稳定。

④切顶卸压。综放面端部结构影响着侧向支承压力分布，切顶卸压可改变综放面端部结构特征及应力分布规律，减小端部上覆坚硬岩层悬顶面积，缩短端部结构稳定时间。切顶卸压就是在工作面前方回采巷道实体煤侧布置切顶钻孔，对工作面顶板进行超前预裂切缝，使顶板沿预定方向产生切缝，切断巷道顶板与实体煤侧坚硬顶板之间的力学联系。随工作面推进，采空区顶板沿切缝垮落，大幅减小顶板在采空区侧的悬露面积，使侧向支承压力峰值降低并向煤体深部转移，有效增加侧向支承压力降低区范围，同时缩短综放面端部结构稳定时间，为沿空巷道掘进创造良好的应力和时间环境。

⑤破碎煤体注浆加固。小煤柱沿空巷道在采掘扰动及断层等地质构造影响下局部煤体破碎，导致煤柱稳定性下降、锚杆（索）锚固力不足，在采动影响下巷道变形量大幅增加，矿压显现明显。对破碎煤体注浆加固可提高巷道围岩强度和承载能力，改善锚杆、锚索锚固效果，从而提高巷道围岩稳定性。

⑥采掘交锋措施。交锋相距100m时巷道停掘加强支护，并进行矿压观测，交锋后根据矿压显现情况至少200m后方可继续掘进；交锋位置前50m和交锋位置后200m支设单体柱三排，其中两排跨过皮带靠煤柱侧布置。随着8210工作面向前移动，单体柱循环向外移动。

(2)气体治理

①煤柱侧喷浆，降低巷道与采空区间的“气体呼吸”现象。小煤柱沿空掘巷时，对巷道中线至小煤柱侧实施喷浆，喷浆厚度100mm，初喷不得滞后于工作面50m，复喷不得滞后于工作面100m，以降低氧气通过小煤柱裂隙进入采空区的可能。

②加强巷道气体监测监控。按规定安设各类监控传感器，监测沿空巷道内瓦斯、一氧化碳浓度，必要时可在临空硐室等小煤柱宽度变化和破碎区域下风侧安设甲烷传感器；必须定期对监控传感器进行调校，定期对闭锁功能进行测试，确保传感器灵敏，设备功能可靠；沿空巷道回风流中瓦斯浓度超过1.0%时，必须停止工作，撤出人员，切断工作面电源，采取措施，进行处理。小煤柱沿空掘巷工作面掘采期间，连续监测采空区遗煤自然发火标志性气体浓度，若浓度上升须采取措施，抑制遗煤氧化自燃。

③煤柱侧铺设注氮管路。小煤柱掘进工作面掘进期间应在煤柱侧铺设注氮管路，注氮管路不得滞后工作面100m，一旦发现邻近采空区有一氧化碳气体上升现象，应采取措施，向邻近采空区实施注氮，消除自然发火隐患。

④加强钻孔管理及气体检测。加强掘进巷道内各类钻孔的封孔管理，防止瓦斯等有毒有害气体泄漏。对连通上覆采空区的各类措施孔，使用完毕后必须及时按封孔设计进行封孔，确保封孔质量。

⑤临面硐室及时充填。小煤柱沿空掘巷邻近工作面回采过程中，必须对小煤柱侧各硐室进行充填处理，避免在小煤柱宽度变化区域形成破碎区域，并在掘进期间需探测调车硐室实际位置。

⑥加强日常巡查管理。瓦斯检查工必须严格执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，并及时通风、调度汇报。小煤柱沿空掘巷工作面掘进期间，密切关注巷道与采空区的压差变化。小煤柱沿空掘巷工作面掘进期间，应加强巷道内气体检测，一旦检测到漏风点及漏风通道，必须及时向通风调度及矿调度汇报情况。相关部门应根据发现的漏风点性质，采取相应的封堵措施。

⑦加强局部通风机及风筒管理，保证风量充足。小煤柱掘进工作面局部通风供风量必须充足，能够满足稀释甲烷、二氧化碳等气体，并加强日常风筒管理；安设两台同等能力的局部通风机，实现“三专两闭锁”和“双风机、双电源”自动切换，每天进行一次自动切换试验；严格工作面供电管理，杜绝局部通风机无计划停电停风；局部通风机出现停止运转后，必须经瓦检员检测气体符合规定后，方可人工开启。

4.防治水方面

针对小煤柱掘进工作面防治水工作，主要为超前探放水，从以下三个方面开展：

（1）物探。采用瞬变电磁探测法和直流电法井下超前物探，探测巷道前方100m范围内的低阻体异常区以及分布范围，对于物探报告中的低阻区域要钻探验证安全后方可继续掘进。

（2）钻探。对于小煤柱掘进工作面一是有掘必探设计，保证工作面在安全可控的范围内掘进。二是探测相邻采空区低洼积水区域，根据巷道底板标高勾画积水区域，划定“三线”，超前30m施工钻孔探测积水区，保证相邻采空区内积水标高不得高于本巷1m。钻孔如探通有水，按规定安装照阀门和返水弯头；如探通无水，要继续施工钻孔再次验证是否有积水。

钻孔放水期间要加强水量监测和气体监测，钻孔放水结束后，要对比预计积水量和实际放水量之间的差距，必要时补充钻孔探放，防止钻孔堵塞造成积水放完的假象发生。

（3）化探。对探放出的水进行化学分析，把水化学分析加入我们数据库中，进行比对分析。确定出水来源，分析是否有补给，为后续工作开展做好基础工作。

5.结语

燕子山矿通过对山4#层5208巷、C3#层5218巷小煤柱沿空掘巷采取以上措施，巷道顶底板移近小于100mm，气体未发生过超限，采空区积水累计排放12300m3，各类管控措施管控有效，巷道日进7-8m，有力的保障矿井的生产衔接。为集团公司其他矿井的小煤柱的正常掘进提供重要参照，具有较大的社会经济效益。