強礦壓條件下回采工作面順槽頂幫支護優化的探索與應用

李春華

摘 要：在山東能源淄礦集團亭南煤業對其礦區回采工作面的改造過程中，206工作面的回風順槽出現了嚴重變形、巷道兩幫鼓幫嚴重等問題，為了解決206工作面回風順槽目前出現的問題，我礦針對于強礦壓條件下回采工作面順槽頂幫支護進行了研究與探索。

關鍵詞：回風順槽；頂幫支護；支護管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.089

1 研究背景

206工作面的回風順槽為原205工作面的灌漿巷，由于先后受到205和206兩工作面生產的動壓影響，巷道變形嚴重，出現頂板下沉量大，而且破碎嚴重的現象。同時巷道兩幫鼓幫嚴重，當工作面回采過程中正常拉移超前支架時，頂板上破碎的煤矸會大量下漏，從而影響拉架速度，增加了回風順槽清理的工作量，同時也對工人的人身安全構成了威脅[1]。

2 項目基本概況及研究進展

在山東能源淄博集團亭南煤業礦區中的206工作面是是二盤區的第四個工作面，位于二盤區東部。工作面共布置運輸順槽、回風順槽、灌漿巷和高抽巷四條巷道。

在206工作面的煤層頂板直接頂為Ⅱ類不穩定的直接頂，老頂為來壓明顯的Ⅱ級穩定頂板。煤層頂板來壓時其動壓系數為1.13～1.25[2]。工作面開采過程中，需要加強工作面礦壓觀測，并隨時注意頂板壓力顯現情況，確保工人的人身安全和生產的順利進行。

206工作面的回風順槽變形嚴重，同時巷道高度滿足不了生產的需求，這就需要提前對巷道進行人工落底，但落底產生的煤渣量多，在采用小推車的過程中轉運困難，影響落底進度，嚴重制約工作面生產。

在改造設計中，206工作面的回風順槽為滿足工作面的回風和管路的敷設需要，巷道設計長度為：2540m，設計為矩形斷面。頂板采用錨桿壓鋼帶網支護，錨桿采用Φ18×2100mm無縱筋全螺紋鋼樹脂錨桿，錨桿間排距900×900mm，每排錨桿為4棵，每孔用MSK2350錨固劑兩卷，單根錨桿錨固力不小于85kN。鋼帶采用六孔異型鋼帶，錨索采用五花布置，錨深以錨入堅硬穩定巖層不少于1.5m前后梁端頭間距0.9m。錨索采用Φ17.8mm的預應力鋼絞線截制而成，每孔裝入MSK2350樹脂錨固劑三卷[3]。

兩幫采用錨桿壓鋼帶網支護，兩幫錨桿采用Φ18×2100mm無縱筋全螺紋鋼樹脂錨桿，錨桿間排距1000×900mm。兩幫每側每排布置4棵錨桿，每棵錨桿采用MSK2350樹脂錨固劑二卷錨固。單根錨桿錨固力不小于85kN。采用三孔鋼帶配合兩孔鋼帶壓接使用，規格分別為2200×80mm，1300×80mm，孔間距1000mm。兩幫采用雙向拉伸塑料網，網片規格為3600×1000mm。

其中，回風順槽超前段采用超前架組支護，回風順槽超前支護總長60m，同時工作面的回風順槽側端頭的支護方式為端頭支架支護。根據以往的計算，在工作面的回風順槽選用ZFG10000/32/55型過渡架2架、ZFG10000/23/38型過渡架1架，回風順槽超前段采用6組ZCZ15000/26/65型超前架。

根據現場實際情況，在超前支架前方頂板提前掛設菱形金屬網，對頂板進行二次支護，每間隔1.0m架設一條半圓木，并用綁絲在金屬網上進行固定。架設的半圓木在拉移超前支架時可對頂板菱形金屬網進行有效保護，減少超前支架拉移時對頂板的破壞，此外，它還可以防止網片被掛壞，保證頂板支護的完好性。

除此之外，對礦壓觀察記錄也是十分重要的。礦壓觀測內容主要包括日常液壓支架支護質量動態監測、巷道頂板離層監測和頂板活動規律分析等。根據觀測資料分析工作面頂板和工作面支架受力特點，評價巷道的穩定性并為巷道的維護提供依據，同時也為相鄰工作面的安全生產提供礦壓資料。

3 工作面回風順槽頂板支護的管理

3.1 回風順槽超前段的支護

回風順槽超前段采用超前架組支護的支護方式，在拉移超前架組的過程中，回風順槽的超前支護應按照由外向里的方式逐漸拉移。

根據已定的支護質量標準對回風順槽超前段的支護進行對照，回風順槽超前支護需要達到以下幾點：

（1）超前支護架組和單體液壓支柱要做到齊直成線、支設端正。

（2）超前支護架組各部位鉸接銷軸嚴禁脫落。

（3）各部管路要布設整齊，避免管路磨損及確保人行路暢通。

（4）嚴禁使用鐵絲代用U型銷和使用單腿U型銷。

（5）超前支架頂梁、底座之間的連接千斤頂要保持完好正常使用。

（6）安全閥的整定值嚴禁隨意調整。

（7）每班派專人巡回檢查支護情況，并經常對液壓支架進行二次注液，保證超前液壓支架初撐力達到6.5MPa以上。

（8）順槽的超前支架要隨推采循環及時牽移，不得拖后。

3.2 回風順槽側端頭的頂板管理

由于206工作面回風端頭頂板壓力大，隨著支架的前移，壓力的釋放，由老空頂板冒落下來的大量煤矸石會把后溜尾大面積埋住，影響設備的正常運轉。針對以上問題，綜采隊采用在回風端頭鋪設菱形網對頂板進行控制，每推進4m在菱形網下側鋪設一條廢舊4寸鐵管，同時區隊利用回收的錨桿拉直后，將兩條錨桿對接焊成一條，在掛網時將其綁在菱形網上，這樣回風端頭上側鋪設的菱形網便成為了一個整體，在拉移上述的幾個支架時，不會出現刮壞菱形網的情況，有效的控制了回風端頭的頂板，防止煤矸冐落。

4 結論

通過對206回風順槽頂板二次鋪網以及架設半圓木支護，拉移超前支架時頂板漏下的煤矸大大減少，降低了工人的勞動強度，改善了現場的作業環境，提高了超前支架的拉移效率。同時，針對回風順槽的支護情況，進行了預管理措施制定，進一步能夠保證工人安全和順利生產。

參考文獻：

[1]煤礦安全規程[S].2006

[2]采礦設計手冊.煤礦礦井采礦設計手冊[M].煤炭工業出版社 ，1982.

[3]煤炭工業部北京設計研究院主編.煤炭工業設計規范[M].煤炭工業出版社，1996.