綜采工作面如何安全過高冒區的技術措施

張燦廷

新汶礦業集團有限責任公司翟鎮煤礦綜采二區 山東泰安 271000

1 工作面概況

本面為新汶礦業集團某采煤公司-650m水平六采下山區61108東工作面。走向長686.8～733.6m，平均710.2m；傾向長169.2～221.2m，平均195.2m。工作面標高-752.8～-907.3m，本面地表投影位置地面標高為196.1～217.1m。工作面距地表平均垂深1036.6m。煤層整體為傾向北東的單斜構造。工作面煤層走向127°～154°，傾向37°～ 64°，傾角 11°～ 21°，平均 16.3°。煤層產狀變化不大,基本穩定，無明顯次一級褶曲。本面煤層總厚度1.63～2.02m，平均厚度1.90m；煤層有益厚度1.53～1.92m，平均1.80m。煤層變異系數為3.3%，可采性指數為1，本面11煤層屬于穩定煤層。煤層中部含鋁質泥巖夾矸1～2層，厚度0.06～0.14m，平均0.10m，厚度穩定。

2 選題提出的背景

因61108東面下巷在掘進過程中受地質構造影響，有一段巷道長度16m，原設計中高2.8m，施工現狀為中高5.8m，凈寬4.0m，巷道永久支護斷面形狀為圓弧拱形，沿煤層底板布置，采用錨網帶+雙排錨索支護。頂板采用Φ22mm×2200mm的無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿(KMG500)支護，兩幫采用Φ22mm×2200mm等強全螺紋樹脂錨桿（KMG335）；全斷面掛金屬菱形網，頂板采用W鋼帶（造型成圓弧狀）配鋼板托盤壓網，兩幫均采用三孔W鋼帶配鋼板托盤支護；錨桿間排距：頂板及為800×800mm，兩幫為800×800mm。

3 解決問題的方法

（1）在下巷沿煤層走向布置工字鋼棚，使用單體支柱作為工字鋼棚腿，工字鋼上方使用半圓木、方木、道木穿頂，在巷道兩幫側架設“#”字型木垛，木垛接至巷道頂板與巷道接頂，兩木垛之間每間隔兩層使用半圓木將木垛連接在一起，在木垛上方敷設雙層金屬菱形網。（2）木垛架設位置：自巷道超高初始段時在工字鋼棚上方位于巷道兩幫側架設兩組木垛，木垛需接頂穿實，然后每間隔1.2m架設兩組木垛接頂穿實。（3）為加強巷道上幫及頂板管理，當工作面推采距離高冒區5m對工作面下端頭1-2#架頂板使用錨網帶支護。（4）為保護高冒區巷道上幫的完整，需對下巷上幫進行超前劈幫錨網帶支護，使用單體支柱配合金屬鉸接頂梁進行超前支護頂板。（5）在溜頭1#架架后壘設沿煤層傾斜長度為1.0m的矸石袋承壓墻，確保巷道完好隨工作面推采當工字鋼棚滯后于矸石袋承壓墻2m位置時需安排人員對工字鋼棚進行回撤，每次回兩架棚。

4 施工工藝

4.1 超前利用工字鋼棚、方木造假頂

（1）施工前先由施工負責人進入施工地點排查不安全隱患，嚴格執行敲幫問頂制度，支柱前先將影響支柱的物料撤走，確保道路暢通。（2）施工人員將支護材料運至施工地點，備用物料必須碼放整齊，不得影響正常的運輸、行人、通風的要求。（3）下巷巷道超高處使用的工字鋼棚，棚腿間距為3.5m，棚頭間距為1.0m,使用的工字鋼棚頭長度不小于3.4m-3.5m，架棚巷道的凈高不小于2.5m，使用單體支柱作為工字鋼棚腿，單體支柱根據現場實際情況選取合適的單體支柱，柱窩需刨至硬地穿好鐵鞋。（4）架棚時，采用自下而上的施工順序，施工順序及方法：①確定腿窩位置。確定腿窩時，采用風、手稿、大錘、尖釬相結合的方式挖至規定尺寸單體支柱需穿鐵鞋。②上棚頭。上棚頭時，有專人指揮喊號，人員用力一致、口號一致，做到穩抬穩放。棚頭上好后調整位置，及時利用半圓木、方木、板仨穿頂背實。③對棚腿（單體支柱）注液時施工人員要使用遠程注液槍進行緩慢注液，確保支柱初撐力不小于90 KN，當單體支柱高度不能滿足現場實際支護高度時及時更換合適的單體支柱并及時拴好雙股防倒繩。④下巷工字鋼棚自下幫棚腿以南1.0m工字鋼下方架設一排單體支柱,柱距為1.0m,與下幫棚腿單體支柱的排距為1.0m；（5）工字鋼上方使用半圓木按照“#”型布置穿頂，棚與棚之間的半圓木橫向或縱向平行穿插，半圓木與工字鋼搭接處使用雙股8#鐵絲連接固定，確保半圓木與工字鋼棚成為一體，半圓木穿頂高度為40-50cm，半圓木的規格選取（2.5－3.0）m×0.2m×0.1m，半圓木上方壘設“#”字型木垛（1.2*0.16*0.18），木垛布置在兩工字鋼之間靠煤壁兩側布置，木垛高度壘設至巷道頂板，確保與頂板接頂，兩木垛之間使用半圓木連接確保成為一體，然后將連接好的雙層金屬菱形網鋪設在木垛上方。（6）施工期間施工人員相互配合，確保支柱質量，根據巷道高度選取相適應單體支柱，嚴禁支柱出現超高、死柱、卸液、缺失錨爪等現象。施工人員進入平巷溜子里側施工時，需將平巷溜子停電閉鎖。

4.2 對超前煤壁及下端頭采取加固措施：

（1）上幫超前劈幫段施工流程標準：①施工人員在工作面下巷采用自下而上的順序劈幫,走向長度為3-5m，傾向長1.5m；②當劈幫深度大于0.5m時及時支設臨時支柱；③頂板上方敷設金屬菱形網；④打鋼帶進行錨網帶支護；⑤支設正規支柱，柱距1.0m或0.8m(現場根據頂梁長度選擇合適的柱距)、排距0.8m，支柱初撐力不得小于90KN，支柱支設時柱窩需臥至硬地并穿鐵鞋，鐵鞋為修復管制鐵鞋，拴好雙股防倒繩；（2）下端頭1、2#支架架后支護方式為：架后使用三排單體支柱配合金屬鉸接頂梁支護頂板（如圖），靠近采空區一側為防止矸石漏竄可在原支護中間加設密集支柱，采空區矸石竄矸嚴重時，在支柱上方鋪設菱形鐵絲網配合方木進行擋矸，按照排距1.0m，柱距0.8m進行支護，支柱初撐力不小于90KN，穿φ300mm鐵鞋，拴好防倒繩，確保空間滿足施工人員的施工需求，支護完后壘設矸石袋承壓墻時，要確保矸石袋接頂矸石承壓墻厚度不小于為1.0m[1]。

5 結語

通過對高冒區段巷道采用架棚、造假頂的方式提前加固，確保了回采期間頂板的穩定性，杜絕了頂板事故的發生。在生產期間采取超前處理、過程控制，按流程操作的方法，使工作面正規循環未受影響，快速通過了下巷高冒區。