無煤柱結束工作面技術研究與應用

任耀庭

【摘 要】礦井工作面結束以后為了保護周圍巷道，往往采區留設區段保護煤柱的方式結束，雖然客觀上對巷道有一定的保護作用，但是對煤炭資源回收以及出支架期間頂板管理十分不利，經過長期實踐和技術改革，實現了無煤柱結束工作面，并提高了工作面拆除支架期間頂板的可靠性。

【Abstract】After the working face of the mine is finished， in order to protect the surrounding laneway， the way of retaining the section to protect the coal pillar is often adopted. Although it has a certain protective effect on the roadway， it is very unfavorable to the recovery of coal resources and the management of the roof during the period of the support. After a long period of practice and technical reform， the working face ending without coal pillar has been realized，and it improves the reliability of the roof of the working face during dismantling the support.

【關鍵詞】無煤柱結束；頂板預加固；煤炭回收率

【Keywords】 ending without coal pillar； roof pre- reinforcement； recovery rate of the coal

【中圖分類號】TD263.3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）03-0183-02

1 引言

新三礦162706工作面煤層走向N20oW-N53oW，傾向NE，煤層厚度平均5.2m，煤層較穩定。因受f2斷層影響，斷層頂板交面線往下盤方向約15m范圍內煤層變薄，該范圍內平均煤厚約3.1m。工作面平均埋深447m，直接頂為砂質頁巖，老頂為中粒砂巖，工作面走向315m，傾斜長度平均75m，煤層傾角6°，可采儲量16.2萬噸。以往工作面結束均采用保留煤柱形式進行結束，工作面在距聯絡巷或集中回風巷20m左右位置結束，既不安全又浪費煤炭資源，此次無煤柱結束工作面技術是在以往沿空留巷技術基礎上。根據2706工作面頂板特點以及以往經驗進行可行性分析，決定在新三礦162706工作面實施無煤柱結束工作面技術，可大大提高煤炭回收率和提高工作面結束期間的安全系數，通過頂板預加固，使得工作面結束期間頂板得到有效支撐，為拆除設備提供了安全保證。

2 工作面結束聯絡巷加固設計

為了保證工作面能夠正常推到聯絡巷，在工作面距聯絡巷不小于50m時，提前對聯絡巷進行加固支護。162706聯絡巷下幫鋼帶端頭和距鋼帶端頭1.1m位置打設兩排錨索并用工字鋼連鎖，間距0.6m。工字鋼采用長2.6m，孔距1.1m，錨索采用長度10m，直徑21.6mm的低延伸率鋼絞線。聯絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體對頂板加強支護，單體間距1m。工作面距離聯絡巷7m時，開始上網上繩。待工作面和聯絡巷推透后伸縮梁全部伸出護頂，支架前梁距聯絡巷上幫1～1.5m時，停止移支架，開始拆除工作面設備，進行出支架工作。

工作面結束出支架直接在聯絡巷中進行。為了保證聯絡巷能夠承受采動帶來的壓力影響，為完成此項技術工程順利進行，我們準備分二個階段來完成工作面的結束。第一階段：工作面聯絡巷進行加固。聯絡巷長度75m，聯絡巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補齊錨索進行加固，排距1.3m，聯絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體。第二階段：工作面結束后進行出支架工作，隨著支架外運，支架正上頂網隨頂板下垂成為擋砟網，可擋住正后老空區砟，提高工作面結束安全性。

3 工作面推透聯絡巷措施

工作面推至距聯絡巷下幫2m時，支架必須割一拉一維護頂板，煤壁片幫地點提前用長度適合、中厚不小于18cm的板梁維護頂板。距聯絡巷下幫2m處理聯絡巷下幫外露錨桿，首先將錨桿螺母去掉卸錨桿盤，然后使用支架液壓頂鎬或手動葫蘆配合150鏈條、錨蘭、螺絲（上滿扣）將錨桿拔出，嚴禁機組硬割錨桿。作業期間，無關人員閃開工作地點5m外。聯絡巷與工作面透前，如果頂板壓力較大片幫掉砟嚴重，停止機組割煤，采用人工擴幫挑板梁方式推進，擴幫使用風鎬戳或手鎬刨，嚴禁放炮。

聯絡巷內改點柱超前機組距離不小于15m，改點柱排距0.5m，兩排單體交替改打。人員進入煤幫改點柱，必須先做好安全確認，遵循“先支后回”原則，即：超前待改點柱不小于5.0m打設臨時支護，再改回煤幫側點柱。施工人員到煤幫側施工，必須通知前溜司機、機組司機將開關停電閉鎖、掛牌上鎖，并摘掉機組離合。聯絡巷網兜地點提前放掉，防止支架進入聯絡巷后高度不夠；底板不平順或低洼段隨平整，保證支架能正常前移。

工作面架頭進入聯絡后仍按照結束上網標準鋪設雙層塑料，沿走向鋪設長度不小于3m，用于工作面出支架后作擋砟網隔離采空區。拉移支架期間，嚴禁任何人員從聯絡巷內行走，必須經支架操作人員做好安全確認后方可通過。支架進入聯絡巷后，機組將底板掃平，向前拉移支架至支架前梁距聯絡巷上幫1～1.5m時停止前進，開始拆除工作面設備。

4 實施過程

①162706聯絡巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補齊錨索，排距1.3m。錨索采用φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，聯絡巷下幫兩排錨索配合工字鋼使用。工字鋼采用長2.6m，孔距1.1m，錨索采用長度10m，直徑21.6mm的低延伸率鋼絞線；聯絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體，間排距1m，單體頂在鋼帶或墊木塊頂在頂板上。木塊二面平，規格為：長300mm，寬120～150mm，高100～150mm。打設單體時，必須掛線，保持單體呈直線，單體必須與支護地點高度符合。單體迎山有勁，穿好鐵鞋防止單體鉆底，使用聯網繩拴牢柱頭。單體初撐力不低于11.5MPa，必須指派專人進行檢查，對初撐力不足的進行二次注液。

②質量要求：頂錨桿采用φ20mm，L=2000mm左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿；采用樹脂錨固劑端頭錨固，每根錨桿使用1支ck2360型錨固劑，錨固長度不小于600mm，錨桿安裝時錨固劑攪拌時間為20s，凝固5min后上托盤。錨桿安裝時錨固劑攪拌時間為20s，凝固5min后上托盤。錨桿托盤由廢舊U鋼制作，規格：130×130×10mm（長×寬×厚），中孔φ23mm。錨桿的預緊力矩不得低于150N·m。錨桿外露長度為10～40mm。錨索為φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，托盤為：長×寬×厚=260mm×260mm×16mm鋼托盤或廢U鋼制做的大鐵托盤，托盤孔徑為23mm。錨索為φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，托盤為：長×寬×厚=130mm×130mm×10mm廢U鋼制做的小鐵托盤，托盤孔徑為23mm。錨索采用端頭錨固，每根錨索配備2支ck2360型樹脂錨固劑，錨固長度不小于1.5m。錨索外露長度為150～250mm。錨索張拉預緊力不小于30MPa。

③主要安全技術措施：施工前及施工過程中必須對施工地點進行審幫問頂，及時將施工范圍內頂、幫的活砟危巖找凈。找頂、幫工作要由有經驗的老工人擔任，倆人配合作業一人找頂，一人觀頂。審幫問頂時，工作人員要使用專用找頂工具，站在支護完好的安全地點下，由輕而重，先頂后幫，由外向里逐漸進行。找頂期間，后路必須保證暢通無阻，出現危險時，能順利、迅速的撤離至安全地點。行人通過挑頂區域時，必須與施工人員聯系好，在得到施工人員許可后方可通行，否則不得通過。施工過程中要保護好施工地點的電纜、信號線、風水管路。施工過程中要經常檢查風水管線各接口，確保連接牢固有效，不得使用鐵絲等代替專用U型銷，嚴禁插單銷。不用的風動設備應及時將上級風水閥門關閉，避免出現管線傷人。施工時，要與皮帶、溜子司機聯系好，將皮帶、溜子停電閉鎖。具體方法是施工前班長通知皮帶、溜子司機，由皮帶、溜子司機負責將皮帶、溜子停電閉鎖，由施工人員將該皮帶、溜子上鎖并攜帶鑰匙，當班施工結束恢復時，與此相反。施工人員搬運物料等施工時做好安全確認，相互照應好，避免磕手碰腳。

5 經濟效益和效果分析

大大提高了資源回收率。留巷可實現無煤柱護巷開采，減少一條區段保護巷煤柱，提高煤炭資源回收率，實現了煤柱全部回收，比原定計劃多回收煤柱20m，此段巷道可直接創效326.2萬元。并且改變了以往出支架頂板隨即下沉影響安全的情況出現，提高了工作面結束安全系數和施工效率，解決了長久以來結束工作面頂板管理困難、容易出頂板事故的局面。