摘要：煤矿开采中沿空留巷可以有效解决煤矿接续紧张的问题，目前国内外在单一煤层一次采全高沿空留巷技术较为成熟，但特厚煤层分层开采金属网假顶下沿空留巷技术尚不多见，特别是金属网假顶下待浇筑空间的支护问题是制约沿空留巷的主要难题，没有可以借鉴的理论成果和实践经验。本次分层开采金属网假顶下架棚金属支架巷道沿空留巷的实施，不仅可以将0102402工作面回风顺槽沿空留巷保留下来，作为010203工作面瓦斯治理巷，有效解决白芨沟煤矿掘进巷道接续紧张的问题，而且可以为国内煤矿分层开采金属网假顶下架棚金属支架巷道沿空留巷提供理论依据和实践经验。
关键词：沿空留巷；分层开采；金属网假顶
1.概况
1.1工作面概况
白芨沟煤矿0102402工作面为南翼采区第六阶段第四分层，该工作面位于那里沟以北，白芨芨沟以南；Ⅳ勘探线北30至Ⅴ′勘探线南160米之间；东部地表为010201工作面采煤沉陷区，西部为1421、1422工作面采煤沉陷区；工作面大部分区域处在汝箕沟向斜西翼。
1.2回风巷概况
（1）回风巷巷道断面：巷道采用梯形，净宽顶3200mm，底4628mm；净高3200mm，净断面积12.5m2，设计长度1542m。
（2）支护形式：梯形金属支架对棚支护。3424(梁)mm×3452(腿)mm，均为11＃矿用工字钢。
2.施工前准备
2.1形成通风系统
通过施工联络巷的方式将回风巷与进风系统联通，用于沿空留巷段通风，并可兼作辅助运输，运输物料。
2.2调整工作面150#～152#支架的架间距
调整150#～152#支架架间距，架间距保证300mm左右，确保施工过程中，当150#～152#支架压力大时，在3000mm的工字钢下方支设戴帽点柱，形成“一梁二柱”倾向抬棚加强支护。
3.支护施工方案
3.1 0102402综采工作面推至距施工地点5m时，回风顺槽煤柱侧棚腿及棚梁不回收，每刀帮在巷道原工字钢棚梁之间采用液压单体支柱配合11#矿用工字钢单棚进行加强支护，棚距800mm，棚梁长度为4200mm。自回风顺槽工作面侧巷帮开始，沿工作面倾向方向铺设双层金属网，铺设长度为5000mm，网孔规格50mm×50mm。在150#～152#支架前探梁上方架设长3000mm的工字钢，工字钢间距800mm，沿倾向架设，工字钢中心对准151#支架中心。每刀帮在149#～151#支架前探梁上方架设长3000mm，φ180mm的圆木，圆木间距800mm，沿倾向架设，圆木中心对准150#支架中心。当工作面累计推进5.6m时，将150#和152#支架推移装置固定销轴脱开，停止拉移150#和152#支架，待150#和152#支架滞后151#支架1.6m后使用80刮板链单链连接，并在151#支架尾梁后方施工1200mm（倾向）×800mm（走向）“#”字型木垛，随工作面推进，每刀帮在151#支架后方支设一次木垛，必须保证木垛上边缘距回风巷上帮贴帮支柱的距离为3700mm。
3.2浇筑空间支护完毕后，在回风巷上帮侧浇筑500mm宽柔模墙，留2200mm宽空间，靠工作面侧浇筑1000mm的柔模墙，加强支护。
4.施工要求
4.1架前铺联网要求
挂网时第一刀帮需将两卷网沿倾向搭接好后并使用14#铅丝将网边与所架设的倾向工字钢和圆木联接牢固，每隔100mm联接一处，在支架上方铺设800mm，在煤壁侧下垂800mm；铺设的金属网必须与原旧金属网连接为一体，在支架架间沿走向方向100mm一扣；网卷长边搭接（100～200mm），上下搭接的两边均用网丝联接；网丝长度不小于500mm，拧丝不少于三圈，网扣间距≤50mm。
4.2 4200mm工字钢架设要求
工字钢架设在原支护工字钢中间，且与原支护工字钢平行，毎刀帮架设一次，间距800mm；工字钢一端紧贴回风巷上帮肩窝处，且支设贴帮支柱进行支护，另一端担在施工的1200mm（倾向）×800mm（走向）“#”字型木垛上，且不少于300mm。
4.3 3000mm工字钢和圆木架设要求
工字钢倾向架设在151#支架上方，工字钢中心对准151#支架中心；圆木倾向架设在150#支架上方，圆木中心对准150#支架中心；工字钢与圆木毎刀帮架设一次，间距800mm，且工字钢之间互相平行，圆木之间互相平行。
4.4施工木垛要求
施工木垛时，必须用木楔将道木与顶板背紧背实，达到满顶的要求，不得出现裂隙和松动现象，以确保木垛成台阶式逐渐在五个循环内达到3.2m高度；必须保证木垛支设在一条直线上，且回顺上帮贴帮支柱与木垛距离始终保持3700mm。
5.材料消耗
6.支护效果
6.1铺联网效果
移架后，架前所铺网卷未按照沿空留巷施工安全技术措施要求在工作面煤壁侧下垂800mm；网扣间距100mm～200mm，不符合措施要求。
6.2回风巷工字钢支护效果
回风巷新架设4200mm工字钢及原工字钢都无明显变形；工字钢个别地方与原工字钢不平行，且靠工作面侧未担在施工的木垛上或担的距离不足300mm。
6.3木垛支护效果
支设木垛高度从1600mm（第一个木垛）逐渐达到2500mm（第四个木垛），之后高度始终保持在2500mm左右，高度达不到措施规定的3200mm；经观察前三天木垛平均每天下沉量约100mm，之后下沉量逐渐减少。
7.存在问题及原因分析
7.1存在问题
①由于施工过程中联网质量不符合措施要求，导致施工木垛时底板有浮矸。②施工木垛高度达不到措施规定的3200mm。③150#～153#支架架间距调整困难，架间距调整不均匀，难以保证在300mm左右，距离达不到措施要求。④施工过程中150#和152#支架滞后1600mm，采用软连接，在拉架过程中，支架容易偏向，架间距难以保证。⑤生产过程中工作面刮板输送机上窜下滑难以精确控制，影响施工作业及施工效果。⑥回风巷4200mm工字钢间距不均匀，且与原工字钢不平行。
7.2原因分析
①施工过程中联网人员责任心不强，没有严格按照措施要求进行联网，联网质量差，给施工木垛造成不利因素。②工作面采高只有3.0m，施工木垛时底板浮煤清理不干净，顶板压力显现造成顶网下沉等原因造成的。③工作面150#～153#支架架间距未调整到措施规定的300mm左右，导致在152#和153#支架架间无法支设戴帽点柱将回风巷3424mm的工字钢棚梁支撑柱，造成顶网下沉。④在移架过程中，由于操作人员操作不当，未严格按照措施要求将相邻支架升紧，将本架降下后移架，在移架过程中4200mm工字钢受摩擦力作用发生位移，导致工字钢架设不标准，与原工字钢不平行，间距不均匀。⑤在生产过程中未能精确控制工作面刮板输送机上窜下滑，导致支架架间距难以保证在300mm左右。
8.整改措施
①加强铺联网人员责任心，要求作业人员严格按照措施要求进行联网，保证联网质量。②施工木垛前，按措施要求将151#支架尾梁后方底板浮煤、浮矸清理干净，保证底板平整后方可施工。③通过调整工作面伪斜，改变推移刮板输送机和移架顺序，精确控制工作面刮板输送机上窜下滑。④在生产过程中调整工作面150#～153#支架架间距，使架间距符合措施要求，及时在架间支设戴帽点柱加强支护，防止顶网下沉。⑤提高支架工的责任心，拉移支架时严格按措施要求进行移架，防止4200mm工字钢在摩擦力的作用下发生位移。
9.改进建议
①将153#支架回收，调整工作面150#～152#支架架间距，保证架间距300mm左右。②将152#支架尾梁拆除，及时在152#支架后方形成“一梁五柱”，减小空顶面积，防止顶网下沉。③回风巷4200mm工字钢在153#支架后方形成“一梁五柱”倾向抬棚，3424mm工字钢在153#支架后方形成“一梁四柱”倾向抬棚，单体支柱间距400mm，排距800mm，造成作业空间狭小，如果回收过程中存在异常情况时，作业人员无躲避空间。建议根据现场顶板压力实际情况，用2.2mπ型钢（φ180mm半圆木）配合单体支柱形成四排“一梁三柱”走向抬棚进行支护，减少支设单体数量，调整单体支柱间距至800mm，增大作业空间，保障作业人员安全。
论文作者:罗永海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
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