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摘要：榆家梁煤矿52107-1工作面位于52煤52101、52102综采工作面采空塌陷区东北侧，积水区水位高于掘进巷道，且采空塌陷区形成时间较长，内部积水量大，积水容易透过裂隙进入工作面，给工作面巷道掘进和煤质管理带来困难。但通过采取相关措施，可减少采空区积水对工作面掘进的影响。
关键词：采空塌陷区 单巷掘进 安全 施工技术
一、工作面概况
1）工作面位置
榆家梁煤矿52107-1掘进工作面位于52煤52101、52102综采工作面采空塌陷区东北侧，西北侧为井田边界，并有前梁煤52煤矿越界巷道，东北侧为52107-1回顺二段。
2）围岩特征及煤層赋存情况
52107-1掘进面及边角煤回采工作面巷道属直接顶触煤区，岩性以粉砂岩为主，泥质胶结，水平层理，厚度3.08～4.06m，属较稳定型（Ⅱ）；老顶岩性以中粒砂岩为主，泥质胶结，均匀层理，厚15.8-22.21m，属稳定型（Ⅲ）。底板岩性为粉砂岩，泥质胶结，具缓斜层理及水平层理，厚度大于1.80m，属较稳定型（Ⅱ），遇水泥化，受回采塌陷地压影响地段巷道底鼓严重。
掘进段煤层属低变质烟煤，黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，夹有亮煤条带，硬度大，赋存稳定，煤层厚度2.80-3.20m，局部含一至两层夹矸，厚度0.05-0.25m，倾角1-2°，容重1.31t/m3。具裂隙充填方解石和黄铁矿膜，燃点315℃，单向抗压强度为273～569（kg/cm2），坚固系数3～5。
地层总的趋势是以极缓的坡度向北西倾斜的单斜构造，倾角1-2°，断层不发育，后生裂隙发育；回采区上部有42煤小窑府谷老高川联办煤矿和前梁联户一矿的采空区。
3）巷道布置
52107-1掘进工作面所有巷道均布置在52煤层中，所有巷道全部为矩形巷道。由于该工作面位于井田边界附近，旁边无其它工作面，为节约掘进成本，本工作面巷道采用单巷布置。由于煤层较薄，所掘巷道均沿顶沿底掘进，巷道顶部均加挂冷拔丝网片（网孔为120mm）。
4）工作面设备配备
1、掘进工作面巷道全部使用引进的连采机及其配套设备施工。
2、选用美国JOY公司制造的12CM15-10B型连采机来完成割煤和装煤工序，选用JOY公司制造的10SC32-48B-5型梭车来完成煤炭运输，利用GP460/150型破碎机完成煤炭的转载和破碎工作，破碎机运出的煤炭通过DSP1063/1000带式输送机运出工作面到胶带机头经主运输系统运出地面进入原煤仓。
3、选用太原煤科院生产制造的CNMM25-4型锚杆机完成巷道支护工作。
4、选用防爆装载机来完成材料、设备的运送和搬移，以及巷道浮煤的清理等工作。
5、选用无轨胶轮车完成人员、物料、设备等的辅助运输。
二、掘进期间工作面涌水情况及其影响
1、安全生产方面：由于工作面积水，常造成连采机、梭车随机电缆浸泡在水中，引发漏电等事故；另外，若连采机司机对工作面积水深度判断有误，盲目将连采机开在淤泥、积水较深地段，会引起连采机驾驶室电源进线接线柱进水，进而导致连采机漏电等事故，严重影响工作面安全生产；
2、工程质量方面：工作面淤泥积水较多，连采机司机无法观察巷道底板成型情况，经常出现波浪状起伏、台阶等现象，导致巷道底板工程质量差；工作面临近采空积水区且积水区水位高于煤层顶板，导致工作面顶板岩层含水量增大，在进行锚杆支护时经常出现堵钻现象，造成锚杆支护困难，影响支护效果。
3、质量标准化方面：工作面涌水量大势必造成工作面淤泥积水多且清理不易；加上单巷掘进期间巷道内敷设排水电缆、排水管路、水泵等，严重影响工作面的动态达标和质量标准化水平；
4、煤质管理方面：工作面煤帮渗水严重，积水在掘进期间不可避免地涌入煤流之中，造成掘进工作面掘进煤流水分超标。
三、采空塌陷区附近掘进的安全技术措施
（一）掘进、支护方面
1）52107-1工作面巷道设计时要求与原采空塌陷区留设30m以上的保护煤柱，工作面掘进期间必须严格按照设计留设保安煤柱，严禁超掘超采。
2）顶板完整段连采机掘进循环进度为10m，顶板破碎段将循环进度减小为5-6m。
3）巷道支护采用冷拔丝网片+锚杆+锚索联合支护，锚杆选用Φ16*1800mm的单螺母“三小”一次性紧固圆钢锚杆，5根/排，排距为1m；锚索选用Φ15.24*6500mm的钢绞线锚索，排距为1套/3m。
4）当顶板含水量较大或为泥岩时，锚杆支护由风钻钻眼改为麻花钻钻眼，以提高支护效率。
5）当掘进工作面发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水珠、顶板淋水、顶板来压加大、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味时，应立即停止作业，找出原因，处理正常确认安全后方可作业。
（二）排水系统要求
1）加强工作面排水能力，工作面至少配备完好的37kW水泵1台、4kW水泵2台、80开关一台，DN100钢管50m，排水软管100m，排水三通5个；确保工作面综合排水能力不小于100m3/h。工作面出现突水事故时能够及时按照排水路线排水。
2）排水系统必须采用专用电源，不得与工作面其它生产用电共用一趟电源，以免其他电气设备故障影响工作面排水；排水电源和水泵连接完好并通电，处于热备用状态。
3）工作面沿线铺设两趟排水管路，排水管路中间合适位置设立水仓，确保积水能够顺利排出。
4）掘进工作面破碎机以外的固定水泵必须加装自动排水装置，实现自动排水功能；便于在巷道内有积水或排水电源跳电恢复后各台水泵能够立即正常排水。 5）检修班人员必须每天对排水系统进行检查、维护，保证排水系统稳定、可靠运行。生产班每班必须安排专人排水，并对排水系统进行检查，尤其要注意及时清理水泵吸水网附近吸附的杂物，防止水泵被堵引发积水无法及时抽排甚至水泵烧坏的情况。
（三）工作面设备运行、维护、保养方面
1）电工必须每天仔细检查各台设备随机电缆的完好情况，对电缆冷补口、外伤等进行重点检查和处理，确保电缆不进水。
2）加大对设备电气部分的检查和维护力度，加强对设备防爆面的检查，防止积水进入电气设备内部造成设备瘫痪。
3）工作面必须及时设泵排水，减少积水，防止淤泥形成，同时各种电缆（梭车电缆和煤机电缆除外）必须及时用电缆钩吊挂在巷道顶板或帮部，严禁直接铺在巷道底板上，以减少因设备碾压带来的电缆漏电隐患。
（四）“一通三防”方面
1）加強局部通风机管理，风筒距工作面迎头不超过20m；保证双风机双电源完好，保证正常切换，每天检验切换可靠性，并有记录，严禁出现无计划停风；通风及监测监控设施出现问题，及时汇报调度室，调度室及时通知相关部门进行处理。
2）加强监测监控管理，监控探头及时跟进，同时保证连采机、锚杆机机载断电仪完好；带班队长、班长、连采机司机、锚杆机司机、跟班电工要随身携带CO、O2、CH4便携仪，对有害气体进行实时监测，发现异常情况，立即通知其他作业人员，并组织人员撤离到系统风的进风流中，待查明原因并进行处理、确保安全后，方可继续作业。
存在的问题及改进措施
1）52107-1工作面掘进期间，多次出现因顺槽沿线水泵故障或水泵吸水网堵塞引起巷道内大量积水，对正常生产和辅助运输带来不良影响。通过每班安排专门排水人员、加强巷道和水泵巡查，减少此类事故的发生；
2）工作面沿线及水仓内备用水泵及开关配备不足，水泵或开关故障时不能及时切换，导致积水增多。因此，要求工作面留有备用的4kW水泵、30开关各5台；各水仓内热备用37kW水泵及80开关各一台，确保排水系统正常运转。
3）工作面掘进至4#硐室时，靠近采空区侧出现片帮增多、煤体酥软、出现雾气等透水征兆，但涌水量未见异常。为确保安全，利用ZYD-1200专用探放水钻机在4#硐室内向采空区方向施工探放水钻孔一个，钻孔深度20m以上，未与采空区贯通；随后又相继在6#、8#硐室施工探放水钻孔，均未贯通，确保了工作面的安全。
五、结论
榆家梁煤矿52107-1工作面单巷掘进期间，掘进工作面虽然靠近采空塌陷区，工作面涌水量较大，但通过采取相关措施，不仅确保了工作面的安全生产，而且工作面单巷掘进可以很大程度上提高掘进效率和资源回收率、降低生产成本，具有良好的经济效益。
参考文献：
[1]薛善良，王忠华.煤矿岩巷快速掘进技术与安全管理[J].科技与企业，2015
关键词：采空塌陷区 单巷掘进 安全 施工技术
一、工作面概况
1）工作面位置
榆家梁煤矿52107-1掘进工作面位于52煤52101、52102综采工作面采空塌陷区东北侧，西北侧为井田边界，并有前梁煤52煤矿越界巷道，东北侧为52107-1回顺二段。
2）围岩特征及煤層赋存情况
52107-1掘进面及边角煤回采工作面巷道属直接顶触煤区，岩性以粉砂岩为主，泥质胶结，水平层理，厚度3.08～4.06m，属较稳定型（Ⅱ）；老顶岩性以中粒砂岩为主，泥质胶结，均匀层理，厚15.8-22.21m，属稳定型（Ⅲ）。底板岩性为粉砂岩，泥质胶结，具缓斜层理及水平层理，厚度大于1.80m，属较稳定型（Ⅱ），遇水泥化，受回采塌陷地压影响地段巷道底鼓严重。
掘进段煤层属低变质烟煤，黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，夹有亮煤条带，硬度大，赋存稳定，煤层厚度2.80-3.20m，局部含一至两层夹矸，厚度0.05-0.25m，倾角1-2°，容重1.31t/m3。具裂隙充填方解石和黄铁矿膜，燃点315℃，单向抗压强度为273～569（kg/cm2），坚固系数3～5。
地层总的趋势是以极缓的坡度向北西倾斜的单斜构造，倾角1-2°，断层不发育，后生裂隙发育；回采区上部有42煤小窑府谷老高川联办煤矿和前梁联户一矿的采空区。
3）巷道布置
52107-1掘进工作面所有巷道均布置在52煤层中，所有巷道全部为矩形巷道。由于该工作面位于井田边界附近，旁边无其它工作面，为节约掘进成本，本工作面巷道采用单巷布置。由于煤层较薄，所掘巷道均沿顶沿底掘进，巷道顶部均加挂冷拔丝网片（网孔为120mm）。
4）工作面设备配备
1、掘进工作面巷道全部使用引进的连采机及其配套设备施工。
2、选用美国JOY公司制造的12CM15-10B型连采机来完成割煤和装煤工序，选用JOY公司制造的10SC32-48B-5型梭车来完成煤炭运输，利用GP460/150型破碎机完成煤炭的转载和破碎工作，破碎机运出的煤炭通过DSP1063/1000带式输送机运出工作面到胶带机头经主运输系统运出地面进入原煤仓。
3、选用太原煤科院生产制造的CNMM25-4型锚杆机完成巷道支护工作。
4、选用防爆装载机来完成材料、设备的运送和搬移，以及巷道浮煤的清理等工作。
5、选用无轨胶轮车完成人员、物料、设备等的辅助运输。
二、掘进期间工作面涌水情况及其影响
1、安全生产方面：由于工作面积水，常造成连采机、梭车随机电缆浸泡在水中，引发漏电等事故；另外，若连采机司机对工作面积水深度判断有误，盲目将连采机开在淤泥、积水较深地段，会引起连采机驾驶室电源进线接线柱进水，进而导致连采机漏电等事故，严重影响工作面安全生产；
2、工程质量方面：工作面淤泥积水较多，连采机司机无法观察巷道底板成型情况，经常出现波浪状起伏、台阶等现象，导致巷道底板工程质量差；工作面临近采空积水区且积水区水位高于煤层顶板，导致工作面顶板岩层含水量增大，在进行锚杆支护时经常出现堵钻现象，造成锚杆支护困难，影响支护效果。
3、质量标准化方面：工作面涌水量大势必造成工作面淤泥积水多且清理不易；加上单巷掘进期间巷道内敷设排水电缆、排水管路、水泵等，严重影响工作面的动态达标和质量标准化水平；
4、煤质管理方面：工作面煤帮渗水严重，积水在掘进期间不可避免地涌入煤流之中，造成掘进工作面掘进煤流水分超标。
三、采空塌陷区附近掘进的安全技术措施
（一）掘进、支护方面
1）52107-1工作面巷道设计时要求与原采空塌陷区留设30m以上的保护煤柱，工作面掘进期间必须严格按照设计留设保安煤柱，严禁超掘超采。
2）顶板完整段连采机掘进循环进度为10m，顶板破碎段将循环进度减小为5-6m。
3）巷道支护采用冷拔丝网片+锚杆+锚索联合支护，锚杆选用Φ16*1800mm的单螺母“三小”一次性紧固圆钢锚杆，5根/排，排距为1m；锚索选用Φ15.24*6500mm的钢绞线锚索，排距为1套/3m。
4）当顶板含水量较大或为泥岩时，锚杆支护由风钻钻眼改为麻花钻钻眼，以提高支护效率。
5）当掘进工作面发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水珠、顶板淋水、顶板来压加大、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味时，应立即停止作业，找出原因，处理正常确认安全后方可作业。
（二）排水系统要求
1）加强工作面排水能力，工作面至少配备完好的37kW水泵1台、4kW水泵2台、80开关一台，DN100钢管50m，排水软管100m，排水三通5个；确保工作面综合排水能力不小于100m3/h。工作面出现突水事故时能够及时按照排水路线排水。
2）排水系统必须采用专用电源，不得与工作面其它生产用电共用一趟电源，以免其他电气设备故障影响工作面排水；排水电源和水泵连接完好并通电，处于热备用状态。
3）工作面沿线铺设两趟排水管路，排水管路中间合适位置设立水仓，确保积水能够顺利排出。
4）掘进工作面破碎机以外的固定水泵必须加装自动排水装置，实现自动排水功能；便于在巷道内有积水或排水电源跳电恢复后各台水泵能够立即正常排水。 5）检修班人员必须每天对排水系统进行检查、维护，保证排水系统稳定、可靠运行。生产班每班必须安排专人排水，并对排水系统进行检查，尤其要注意及时清理水泵吸水网附近吸附的杂物，防止水泵被堵引发积水无法及时抽排甚至水泵烧坏的情况。
（三）工作面设备运行、维护、保养方面
1）电工必须每天仔细检查各台设备随机电缆的完好情况，对电缆冷补口、外伤等进行重点检查和处理，确保电缆不进水。
2）加大对设备电气部分的检查和维护力度，加强对设备防爆面的检查，防止积水进入电气设备内部造成设备瘫痪。
3）工作面必须及时设泵排水，减少积水，防止淤泥形成，同时各种电缆（梭车电缆和煤机电缆除外）必须及时用电缆钩吊挂在巷道顶板或帮部，严禁直接铺在巷道底板上，以减少因设备碾压带来的电缆漏电隐患。
（四）“一通三防”方面
1）加強局部通风机管理，风筒距工作面迎头不超过20m；保证双风机双电源完好，保证正常切换，每天检验切换可靠性，并有记录，严禁出现无计划停风；通风及监测监控设施出现问题，及时汇报调度室，调度室及时通知相关部门进行处理。
2）加强监测监控管理，监控探头及时跟进，同时保证连采机、锚杆机机载断电仪完好；带班队长、班长、连采机司机、锚杆机司机、跟班电工要随身携带CO、O2、CH4便携仪，对有害气体进行实时监测，发现异常情况，立即通知其他作业人员，并组织人员撤离到系统风的进风流中，待查明原因并进行处理、确保安全后，方可继续作业。
存在的问题及改进措施
1）52107-1工作面掘进期间，多次出现因顺槽沿线水泵故障或水泵吸水网堵塞引起巷道内大量积水，对正常生产和辅助运输带来不良影响。通过每班安排专门排水人员、加强巷道和水泵巡查，减少此类事故的发生；
2）工作面沿线及水仓内备用水泵及开关配备不足，水泵或开关故障时不能及时切换，导致积水增多。因此，要求工作面留有备用的4kW水泵、30开关各5台；各水仓内热备用37kW水泵及80开关各一台，确保排水系统正常运转。
3）工作面掘进至4#硐室时，靠近采空区侧出现片帮增多、煤体酥软、出现雾气等透水征兆，但涌水量未见异常。为确保安全，利用ZYD-1200专用探放水钻机在4#硐室内向采空区方向施工探放水钻孔一个，钻孔深度20m以上，未与采空区贯通；随后又相继在6#、8#硐室施工探放水钻孔，均未贯通，确保了工作面的安全。
五、结论
榆家梁煤矿52107-1工作面单巷掘进期间，掘进工作面虽然靠近采空塌陷区，工作面涌水量较大，但通过采取相关措施，不仅确保了工作面的安全生产，而且工作面单巷掘进可以很大程度上提高掘进效率和资源回收率、降低生产成本，具有良好的经济效益。
参考文献：
[1]薛善良，王忠华.煤矿岩巷快速掘进技术与安全管理[J].科技与企业，2015