“三軟”煤層破碎復合頂板綜采工作面安全高效回收技術研究

典軍平 王延閣

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南 平頂山 467091）

“三軟”煤層破碎復合頂板綜采工作面安全高效回收技術研究

典軍平 王延閣

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南 平頂山 467091）

通過對“三軟”煤層復合頂板綜采工作面在收尾期間安全高效的回收方法和技術進行了研究分析和回收方案的對比選擇，以采取科學、合理的回收方式，確保綜采工作面安全、高效回收。

三軟煤層；破碎頂板；安全高效；回收工藝

1 概述

煤層在形成過程中遇到了特殊的地質條件和成煤環境，煤體沒有得到充實的積壓和煤層頂底板形成的不夠充分，造成煤體松軟、頂板松軟、底板松軟等。此類煤層在煤炭回采過程中遇到煤壁片幫、頂板離層、底板遇水膨脹和支架鉆底的問題嚴重制約了采煤工作面的正常安全高效生產。在礦井的正常生產經營活動中，綜采工作面回收、安裝工作十分重要，特別是對三軟煤層的工作面回收頂板管理十分重要，對三軟煤層工作面回收期間支護形式的選擇至關重要，它是實現安全高效回收的重要因素。

2 工作面概況

該采面為己三采下延西翼，上部為已回采的己17-23200采面，下部為未開采的己15-23240采面，東到已回采的己15-23220外段，西至采區邊界。采面煤層為己15煤層，煤層走向35—50，傾角7—11，煤層厚度0.8—1.5米，平均1.3米，己15煤成塊狀。煤層頂板為砂質泥巖、頂板為泥巖、煤層普氏系數f＜2-3。工作面走向長660米，傾向長190米，2012年2月開始回采，2012年12月停采。采煤工藝采用走向長壁后退式綜合機械化采煤，頂板管理采用全部跨落法。

3 回收方案比較選擇

3.1 回收方案一

（1）出架空間規格：寬度2.5米，高度2.0米。

（2）出架空間支護：采用φ180×3 000mm圓木做梁，用φ180× 2 600mm圓木做腿，木梁一端擔在支架前梁300mm以上,另一端垂直煤壁，煤壁側幫腿親口架設，并加兩道抓釘，棚距500mm，每架支架上均勻架設兩棚，頂、幫鋪規格為1.2m×10m單層金屬網背幫護頂。

3.2 回收方案二

（1）出架空間規格：寬度2.5米，高度2.0米。

（2）出架空間錨網支護參數選型計算：

錨網長度L=N×(1.1+B/10)=1.5×(1.1+2.4/10)=2.01m。其中，N:圍巖穩定影響系數，取N=1.5，B:巷道跨度，取B=2.4m，為了提高安全度，取錨桿長度為2.3m。

錨桿直徑φ=L/110=2010/110=18.3mm，為了提高安全度，取錨桿直徑為0.22m。錨桿間排距d≤0.5L=0.5×2.3=1.15m，為了提高安全度，頂板錨桿間排距600mm×600mm。

依據以上計算結果，結合該工作面實際地質條件和同時運用工程類比法，進行選擇支護參數選擇：頂錨桿采用MSGLW-500-22/2300樹脂高強錨桿，間排距為900mm×900mm,頂錨桿5根/排，樹脂藥卷不低于4卷/眼。幫錨桿采用管縫錨桿，間排距為600mm×600mm,幫錨桿4根/排；頂網采用φ4×40×40mm網格的冷拔絲網，規格800×2 000mm,幫網采用規格為1.2m×10m金屬網；錨桿所用樹脂藥卷型號為Z2335。

（3）錨桿錨固力計算：Q=D2×H×r=0.62×4×1.3×3.0=50 616t

式中Q:錨固力,tD:錨桿間排距,mK:安全系數,K=4H:軟巖厚度,H=1.5mr:軟巖平均容重,r=3.0t/m3。

3.3 工作面回收材料消耗比較分析

3.3 .1 木棚回收方法材料消耗。出架空間架設木棚266架，需圓木798根，計90m3，單價890元/m3計算，需材料費8.01萬元；背幫金屬網單價15.2元/m2，420m2，需材料費0.64萬元；背幫雜木棍1 150根，單價1.0元/根，需材料費0.15萬元；背頂金屬網480m2需材料費0.74萬元；回撤支架時沿采面傾向按凈間距4m擺打木垛，需兩面平方木1 100根計73.5m3，單價670元/ m3，需材料費5萬元。使用木棚回收方法材料消耗費為14.54萬元。

3.3 .2 錨網回收方法材料消耗。出架空間支護頂板,需錨桿317套、樹脂錨固0.64萬個、頂網φ4×40×40mm網格的冷拔絲網480m2、幫網420m2、依據當前價格市場單價進行核算，使用錨網支護回收方法材料消耗材料費10.6萬元。

通過對兩種回收方法在經濟及技術上的對比分析，使用錨網支護比使用木支護節約材料費為3.94元，因此在采用錨網支護進行回收時，更經濟更安全。

4 回收方法施工方法

回收前的準備工作：在距停采線15m時，開始調整采面，利用調斜子方式或返刀取直的方法將采面調直、調平，并將采高逐步調整至2.0m。

上網上繩距停采線8m時開始鋪雙網并上引繩；每割一刀（600mm）上一根，每根長度220m，共上9根繩。做出架空間，上出口出架扇面及絞車窩、裝車間；確定回收絞車的位置及型號。

5 液壓支架的回撤

回收前上下出口支護，采面上完繩后，在機、風巷尾巷處打一木垛，規格150×150×1 500mm方木。回收支架順序：先回2#架，然后拉出1#架，把1#架磨正，1#架做掩護架，再將3#架磨回，最后回出130#架。

通過對以上方案的綜合分析對比，采用錨網回收的方法與架棚回收的施工方法，同時對“三軟”煤層破碎復合頂板綜采工作面安全高效回收技術進行探索與研究，得到“三軟”煤層破碎復合頂板在哪回收期間的頂板控制的方法，在該復合頂板下使工作面安全高效回收，取得了良好的經濟效益和社會效益。

TD421

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1003-5168(2014)03-0027-01