綜采大采面末采頂板支護方式技術研究探索分析

摘要:綜采工作面即將推至小搬家停采位置，停采位置如何選，位置選擇優與劣;頂板如何支護，支護方式強與弱，直接關系到撤架工作能否順利進行，關系到搬家期間職工的安全問題，關系到二切工作面能否預期投產。

關鍵詞:綜采工作面 停采位置 支護方式

0 引言

綜采工作面即將推至小搬家停采位置，停采位置如何選，位置選擇優與劣;頂板如何支護，支護方式強與弱，直接關系到撤架工作能否順利進行，關系到搬家期間職工的安全問題，關系到二切工作面能否預期投產。特別是該工作面為礦井首采面，前期推采速度不穩定，頂板壓力變化規律和上覆巖沉變化情況剛開始研究，還沒有完全定性。這給處于停產期選定停采位置和支護設計造成相當大的難度。

1 工作面概況

干河井田位于三西省洪洞縣北部，汾河西岸的干河、平垣、小河村一帶，北部邊緣地帶屬于汾西縣團柏鄉，是一座現代化的一井一區一面礦井，地質條件比較復雜，地質儲量豐富。

101綜采面為我礦首采工作面，開采深度430-460米，煤層平均厚度4.5米，傾角3-8度，直接頂厚5-6米為泥質粉砂巖，基本頂厚4-6米為K8砂巖，直接底厚2-4米為泥巖老底厚2-11米為中砂巖，正、副巷均采用錨網梁+錨索聯合支護，正巷斷面為寬*高=5.0*3.5米，副巷斷面為寬*高4.0(3.8)*3.5米，切眼采用錨網+W鋼帶+桁架錨索聯合支護，斷面為寬*高=8.3*3.5米。由于副巷在掘進過程中遇一落差28m大斷層，掘進設計修改后形成了刀把形工作面，工作面走向長2150米，一切眼長150米、外段工作面長210米。

因28米斷層斜切了101整個工作面，對回采影響嚴重，礦就101開采技術方案進行論證，并報請集團公司同意，決定采用一切眼推采到斷層位置整體小搬家方案。

2 停采位置確定

2.1 精心分析礦壓規律，切實掌握來壓步距

2.1.1 增加礦壓儀表測區，加大數據取值范圍，準確分析礦壓規律。在101工作面除原礦壓儀表測區，后又增加20個在線壓力分機，可在井上時時進行監測，增加數據的取值范圍。

2.1.2 對礦壓觀測人員加大管理力度，除井上安排專職人員在井上對工作面礦壓進行時時監控外，另外實行三班跟班現場觀測支架工作阻力變化情況和頂板來壓時的一些征兆，并要求規范操作，詳細記錄當班觀測結果，確保數據的真實可靠性。

2.1.3 對生產隊組，要求其及時更換損壞的各類閥組，處理支架跑、冒、滴、漏、竄現象，加大初撐力管理力度，提高支架接頂率，確保儀表數據的有效性。

2.2 精心組織實施:將停采位置選定在穩壓區內。具體操作為:先根據周期來壓步距確定預停采位置，然后掌握最后一次頂板來壓，待壓力釋放后在向前推采2m～4m，使支架及機道頂板恰好處在穩壓區內。

2.3 除了將停采位置確定在非周期來壓段，同樣還要確保該停采位置在水文地質構造條件好的地段。安排人員在預停采位置進行鉆探分析，證實預停采位置有無構造。

3 停采支護方案選擇

3.1 鋪設金屬網 當工作面推進到距停采線30m，把工作面調直，距停采線16m時進入末采階段，開始鋪設菱形網，末采共計20個循環，末采期間采高必須降至3.5m。

①菱形網規格:選用12#鍍鋅鐵絲編織，1.0m×10m，網格50×50mm。②鋪網范圍:沿工作面傾斜方向至兩端頭并下垂至底板，走向沿工作面推進方向鋪設。③鋪聯網要求:采用鋪設雙層網方式，將網卷沿工作面展開，正付兩巷將網鋪至巷道煤柱幫的底部。④網頭固定方法:機頭、機尾處金屬網網頭用錨桿配合墊片固定于煤幫。

3.2 鋪設鋼絲繩 工作面末采推第4個循環后，沿工作面方向在第4道網和第5道網網頭搭接處掛聯一道鋼絲繩，每0.6m一道，共鋪14道。

3.3 打錨桿、錨索，做撤架通道

3.3.1 打錨桿、錨索時間:工作面末采割完第10個循環后，工作面頂板采用錨網鋼帶、錨索聯合支護。支架頂梁部分頂錨桿采用Φ20×2000mm的左旋高強錨桿，撤架通道施工的頂錨桿Φ22×2500mm的左旋高強錨桿，施工的錨索全部采用Φ17.8×10300mm鋼絞線，W鋼帶長5m、寬0.22m、七孔。

3.3.2 施工范圍及要求;第10、12、13刀割煤后頂板采用高強錨桿支護(點錨桿)，間距1.5m;第11、14刀割煤后頂板采用點錨索支護，間距3.5m。撤架通道第15、17、19刀割煤后頂板采用高強錨桿+W鋼帶+錨索聯合支護;第16、18、20刀割煤后頂板采用高強錨桿+W鋼帶支護。共施工11排，其中第10—14個循環配合鋼絲繩支護，第15—20個循環為撤架通道。推至停采位置后在煤幫打四排幫錨桿。

3.3.3 撤架通道支護:割第15、17、19刀后，在工作面各施工一排錨桿、錨索混合支護，并上W型鋼帶。一根錨桿一根錨索順序施工，錨索、錨桿間距800mm(錨索間距1600mm，錨桿間距1600mm);割第16、18、20刀后，在工作面各施工一排錨桿并上W型鋼帶。

頂錨桿、錨索垂直于頂板布置，布置在每道網的中間，距鋼絲繩400mm，最后一排錨桿距幫300mm。

3.3.4 工作面煤壁支護:推至停采位置后在煤幫打四排幫錨桿，支護形式采用點錨桿、木托板配合雙層菱形網支護。幫錨桿采用Φ20×2000mm的左旋錨桿，幫錨桿垂直于工作面煤壁布置，排間距1.0m×1.0m，第一排距頂板0.3m。

幫錨桿施工完后，在煤壁再支設一排貼幫柱，貼幫柱使用DZ-42型支柱配合小梁，單梁單柱支護，柱距2m，柱子支于距煤壁側梁端0.3m，小梁垂直于工作面;在上下端頭分別支設三排封口柱對頂板進行維護，柱距300mm，排距500mm。

3.3.5 施工方法:割第10刀時，采煤機從機頭(或機尾)入刀后，前、后滾筒割頂刀煤，直至頂刀割通機尾(或機頭)后，停機并閉鎖采煤機、運輸機。分三組人分段施工錨桿、錨索，每組人員選好施工段后，每段最多一次可收回5架的一、二級護幫板。待該循環錨桿、錨索全部施工完后，機組再割底刀煤。

4 經濟效益與技術推廣價值

4.1 末采停采線位置確定合理，首先根據對礦壓規律的分析將停采位置選在非周期來壓段，然后利用鉆探的方式再次分析該停采位置有無地質構造。

4.2 機組一次割完上刀，人員站在平臺上打完施工錨桿錨索，爾后一次割底刀，減少了平臺安設工序，施工省時省力，末采效率明顯提高，同時避免了煤壁片幫帶來的隱患。

4.3 撤架通道頂板支護設計達到了預期效果。本次撤架通道采用的錨網+錨索+W鋼帶混合支護，從整個支架回撤運輸過程觀察，隨著掩護架前移，基本頂的垮落步距一般在6米左右，且冒落較充分。通道頂板的完整較好，頂板下沉量很小。

4.4 本次抽架過程中，三角區的竄矸基本沒出現，杜絕了壓架、埋架事故，保證了快速抽架。一是鋪聯網嚴質量高，雙層網發揮了作用;二是鋪設鋼絲繩起了很大作用。

4.5 撒架工期較預計早3天完工，為新面早日投產刨造有利條件，按日產7000噸，煤價500元/噸，計算創經濟價值1050萬元。

4.6 此項技術在日后大采高綜采面停采實際應用中，其實用性值得推廣，意義重大。

5 針對存在的問題需改進方面

5.1 為更好的維護三角區，建議將支架掩護梁段的鋼絲繩直徑改為Φ26mm或Φ21.5mm雙繩，以此提高鋼絲繩對網的保護。

5.2 末采鋪設第一道網時，為保證網能順利進入老山，建議采用￠20高強短錨桿固定，每架支架架間打一根，將網完全壓住。

5.3 為了工作面端頭支架更順利安全的回撤，工作面回撤支架的端頭10架支架范圍內加強頂板支護，如在原有設計基礎上加密W鋼帶、縮小錨索間距，加強頂板的支護強度，減少頂板破碎度。

6 結論

6.1 把握好周期來壓步距，利用好礦壓規律，對實現安全停采具有重要作用。

6.2 在工作面末采中使用廢舊鋼絲繩投入少，實施簡單，效果明顯，對頂板管理和支架的回撤帶來極大的方便。

6.3 對鋪雙網、鋪鋼絲繩，撤架通道采用錨索、錨桿、W鋼帶聯合支護等技術的綜合應用，其適用性、安全性都具有指導意義。