淺談綜放工作面末采段頂板控制技術(shù)

李曉飛

（汾西礦業(yè) 兩渡煤業(yè)，山西 靈石 031302）

1 工作面概況

61107工作面位于六盤區(qū)，地面標(biāo)高1045.9～1133.8 m，工作面標(biāo)高878.640～903.783 m，工作面走向長度1624 m，傾斜長度180 m，可采儲(chǔ)量為89.4萬噸，開采11#煤層，煤層厚度平均為4.35 m，煤層傾角為2°～5°，平均為3°，工作面最大涌水量為30m3/h，正常涌水量為3m3/h，相對(duì)瓦斯涌出量為1.19m3/t，煤層自燃發(fā)火期為6個(gè)月至1年，61107工作面由運(yùn)輸巷、材料巷、切巷及聯(lián)絡(luò)巷組成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)；61107材（運(yùn)）巷、61107材（運(yùn)）聯(lián)巷、6盤區(qū)膠帶巷、6盤區(qū)軌道巷聯(lián)通構(gòu)成行人、運(yùn)料、運(yùn)煤系統(tǒng)，通過61107材聯(lián)巷、61107材巷及61107運(yùn)巷、61107運(yùn)聯(lián)巷、61107運(yùn)回風(fēng)聯(lián)巷、6盤區(qū)回風(fēng)巷相通構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)；本工作面所采煤層為11#煤，西側(cè)為材料巷、東側(cè)為運(yùn)輸巷、北側(cè)為切割巷。

工作面采用長壁式綜合機(jī)械化低位放頂煤全部垮落采煤法，根據(jù)煤層賦存情況及采煤機(jī)與支架的配套關(guān)系，確定工作面采高為2.5 m。回采時(shí)，割煤沿底板推進(jìn)。工作面材運(yùn)兩巷超前工作面煤壁30 m范圍采用單體液壓支柱及π型鋼梁支設(shè)在相鄰兩排頂錨桿之間，π型鋼梁長度為3.6 m，支柱型號(hào)為DZ-35、DZ-31.5或DZ-28型單體液壓支柱。工作面兩端頭各采用三架ZFG9600/21/33H型排頭支架。材巷端頭支護(hù)當(dāng)煤柱幫與支架距離超過1 m時(shí)在支架一側(cè)0.2 m的位置支設(shè)一組π型鋼梁聯(lián)鎖邁步棚（由兩對(duì)3.2 m的π型梁順走向聯(lián)鎖支設(shè)），一梁三柱，每對(duì)π梁梁頭錯(cuò)距為0.6 m（一根超前、一根滯后），邁步距離為1.2 m。運(yùn)巷端頭支護(hù)：在拉移支架前采用2.6 m的π型梁平行于巷道支設(shè)，π型鋼梁呈一梁兩柱，棚距為1 m。

表1 61107工作面頂?shù)装迩闆r

2 末采段回采工藝

1）末采前準(zhǔn)備

當(dāng)工作面距停采線30～20 m時(shí)，要逐步把工作面調(diào)整到與順槽垂直的方向，使工作面機(jī)頭、機(jī)尾到停采線的距離相等，采高嚴(yán)格控制在2.6 m。工作面溜子調(diào)成一條直線，為末采段做好準(zhǔn)備。為緩和停采期間的礦壓影響，以利于回收工作的安全，距停采線15 m時(shí)停止放頂煤。

2）鋪網(wǎng)

工作面采至距停采線20 m時(shí)開始鋪設(shè)頂網(wǎng)，前3 m鋪單層網(wǎng)，后17 m鋪雙層網(wǎng)。

3）鋪鋼絲繩

當(dāng)工作面距停采線還有8 m時(shí)，開始上鋼絲繩，鋼絲繩使用直徑為22.5mm，共計(jì)鋪設(shè)11根，間距0.8 m。

4）錨桿支護(hù)

當(dāng)工作面距停采線還有8.14 m時(shí)，開始錨桿支護(hù)。煤機(jī)每割過30 m，停機(jī)閉鎖進(jìn)行施工。錨桿施工以兩個(gè)支架為一組，在每兩個(gè)支架中間施工錨桿支護(hù)頂板，當(dāng)支架中間不方便施工錨桿時(shí)，在支架頂梁上方施工。每施工完一根錨桿后再進(jìn)行下一組兩個(gè)支架中間的錨桿施工，工作面每推進(jìn)兩個(gè)循環(huán)進(jìn)行一排錨桿支護(hù)，此范圍錨桿間距為3.0 m，排距為1.2 m，三花布置。錨桿支護(hù)共計(jì)施工四排，即推進(jìn)4.8 m。錨桿使用Φ20mm×2.2 m左旋螺紋鋼錨桿，配套一支MSCK2355（超快）和一支MSK2355（快速）型錨固劑，配合眼徑24mm的高強(qiáng)直眼托餅，壓規(guī)格為400mm×280mm×3mm金屬托板貼金屬網(wǎng)支護(hù)頂板。

5）錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)

當(dāng)工作面距停采線3.34 m時(shí)，開始錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)。煤機(jī)每割過30 m，停機(jī)閉鎖進(jìn)行施工錨桿、錨索支護(hù)頂板。

錨桿支護(hù)采用Φ20mm×2.2 m的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，配套一支MSCK2355（超快）和一支MSK2355（快速）型錨固劑，配合眼徑24mm的高強(qiáng)直眼托餅,壓3.2 m的鋼筋托梁貼頂板支護(hù)頂板，錨桿預(yù)緊扭矩不小于190 N·m。工作面每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行一排錨桿支護(hù)。錨桿間距為1.5 m，排距為0.6 m，五花布置。施工完畢后方可進(jìn)行下一循環(huán)，錨桿支護(hù)共計(jì)施工6排。第三排錨桿施工后，將前溜子與支架推移頭摘開銷子，只移溜，不拉架。最后一道煤割完在機(jī)頭處割缺口后，在缺口處再施工一排錨桿，壓3.2 m的鋼筋托梁貼頂板支護(hù)。

錨索支護(hù)采用Φ17.8mm×6.3 m的鋼絞線，托板為300mm×300mm×16mm的鋼板，及相配套的錨具，錨索預(yù)緊力不低于140 kN。錨索施工在第二排與第三排鋼筋托梁之間及第四排與第五排鋼筋托梁之間，錨索間距4.5 m，排距1.2 m，三花布置。

6）工作面最后4刀煤的割煤方法

割第一刀煤后，追機(jī)將支架伸縮梁伸出維護(hù)頂板，保證支架接頂嚴(yán)密，初撐力達(dá)到要求。將工作面輸送機(jī)推出，然后將支架推移桿聯(lián)接銷拆開，使支架與輸送機(jī)分離。

割第二刀煤后，采用單體液壓支柱移溜。移溜時(shí)，支柱水平放置，與運(yùn)輸機(jī)垂直，支柱的柱頭在后，頂在液壓支架底座上，柱筒在前，頂在運(yùn)輸機(jī)擋煤板的堅(jiān)固部位，并在支柱的前后觸點(diǎn)墊上木柱帽或木楔等柔性材料，使支柱均勻受力，防止滑脫傷人。同時(shí)移溜的單體液壓支柱不得少于三根，移溜支柱的間距為3 m。給支柱打壓應(yīng)緩慢進(jìn)行，身體盡量離開支柱，隨時(shí)觀察前后接觸情況，不得快速注液打壓。移溜支柱型號(hào)為DZ-25型。移溜過程必須把輸送機(jī)移直。

割第三刀煤后推移輸送機(jī)與割第二刀煤時(shí)方法相同。

最后一刀煤割完后，不推移輸送機(jī)。在每架支架前梁下支設(shè)一根DZ-28或DZ-31.5型單體液壓支柱，間距為1.5 m，支柱必須戴木柱帽支設(shè)。

煤幫要聯(lián)三排單層網(wǎng)，且保證網(wǎng)垂吊不小于2.5 m，使網(wǎng)包住煤壁，防止?jié)L幫傷人，然后施工幫錨桿進(jìn)行護(hù)幫。

最后四刀煤割完后，確保支架梁端距煤壁不少于2.7 m，以保證足夠的支架調(diào)向空間。

7）施工幫錨桿措施

工作面停采后，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行幫錨桿施工，工作面停采后，緊貼煤壁再掛三道金屬網(wǎng)，使網(wǎng)包住煤壁，防止?jié)L幫傷人，要在工作面松軟處或者片幫處施工幫錨桿，幫錨桿上下均勻布置，施工兩排，上排錨桿距頂500mm，間距1.5 m，幫錨桿采用Φ38mm×1.2 m木錨桿配合配套托板貼金屬網(wǎng)護(hù)幫。作業(yè)前首先檢查作業(yè)地點(diǎn)頂板和兩幫支護(hù)情況，加固施工地點(diǎn)前后5 m范圍內(nèi)的支護(hù)。當(dāng)煤壁片幫嚴(yán)重時(shí)，將錨桿間距縮小為0.75 m。

3 特殊頂板支護(hù)

末采段回采時(shí)，如遇頂板破碎、煤幫滾幫、端面距大等問題，可視情況超前拉架加強(qiáng)支護(hù)，即：在采煤機(jī)割煤前提前將支架拉出，煤機(jī)割煤后及時(shí)伸出伸縮梁、護(hù)幫板進(jìn)行護(hù)頂、護(hù)幫。拉架方式采用帶壓擦頂拉架，防止出現(xiàn)拉槽漏頂事故。

如遇滾幫嚴(yán)重伸出前梁后空頂距仍超過規(guī)定要求時(shí)，可在前梁上方垂直于工作面挑棚板進(jìn)行支護(hù)，若頂板破碎離層嚴(yán)重?zé)o法施工頂錨桿或頂錨桿出現(xiàn)失效情況時(shí)，可在支架前梁與煤幫之間架設(shè)木棚板或π梁勾頂支護(hù)。具體支護(hù)方式為：

割第一刀煤后，在支架頂梁上方垂直于煤壁架設(shè)3.6 m或3.4 m的π型梁，每 架均勻架設(shè)兩根，間距750mm，梁端保持小于200mm的端面距。π型梁加好后，升起支架前梁，使π型梁接頂嚴(yán)密。頂板破碎時(shí)，要在支架前梁上方架設(shè)1.5 m或2 m的棚板支護(hù)支架梁端空頂。

割第二、三刀煤后，降下支架前梁，將π型梁抽出600mm，梁端頂住煤壁。第四刀割煤后把∏梁拔出使梁頭頂住煤壁，并及時(shí)在∏梁的靠煤壁梁頭下支設(shè)一根單體液壓支柱，柱距0.75 m，每根液壓支柱必須穿規(guī)格為400mm×200mm×100mm的木柱帽。為防止支柱漏液倒柱傷人，在支柱與金屬網(wǎng)間拴好防倒鏈。支柱的型號(hào)為DZ-28型（DZ-31.5型）。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場實(shí)踐，61114工作面在末采段有計(jì)劃停止放頂煤，并采取合理的支護(hù)措施，確保工作面末采段的頂板安全。加強(qiáng)工作面回收通道的支護(hù)，工作面能順利收尾。為具有類似地質(zhì)條件的工作面回采提供技術(shù)借鑒。