淺談綜采工作面機(jī)尾三角區(qū)加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)實(shí)踐

殷國裕

(山西省汾西礦業(yè)集團(tuán)公司正善煤業(yè)，山西 孝義 032300)

1 工作面概況

33(4)11工作面位于三采區(qū)前進(jìn)方向的南翼，東鄰33(4)09工作面、西鄰33(4)13工作面，南部為聚財(cái)塔大斷層。工作面所采4(3+4)#煤層為山西組下段頂部煤層，該煤層區(qū)內(nèi)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)中等至復(fù)雜，含2層～3層厚為0.2 m左右的灰—黑灰色泥巖夾矸層。該區(qū)內(nèi)煤層傾角0°～12°，平均6°。4(3+4)#煤層之上為灰黑色砂質(zhì)泥巖，厚約14.37 m，含砂不均，夾粉砂巖條帶，水平層理較發(fā)育，含植物化石，之上為灰色及深灰色細(xì)粒砂巖，堅(jiān)硬，層面含云母及炭屑，局部地方節(jié)理、裂隙發(fā)育。煤層頂板局部地方發(fā)育有一層厚度大約0.3 m的泥巖偽頂。工作面所采3#、4#煤層煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為38%～40.9%；自燃傾向性等級(jí)為Ⅲ類，不易自燃。工作面采用走向長壁后退式一次采全高綜合機(jī)械化采煤法，由MG400/940-WD型采煤機(jī)落煤、裝煤，SGZ-880/800型刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，ZZ6000-20/42型液壓支架支護(hù)頂板，采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。

2 機(jī)尾三角區(qū)情況說明

33(4)11材巷1 360 m～1 385 m范圍內(nèi)因巷道刷擴(kuò)時(shí)冒高約5 m～6 m，工作面推進(jìn)至該范圍時(shí)，機(jī)尾三角區(qū)頂板與原材巷巷道頂板形成臺(tái)階，導(dǎo)致工作面推進(jìn)時(shí)三角區(qū)頂板呈懸臂狀態(tài)。

3 加強(qiáng)支護(hù)措施

對(duì)33(4)11綜采工作面1 360 m～1 385 m范圍內(nèi)三角區(qū)頂板采用固安特CM-15高分子加固材料配合錨桿錨索或單點(diǎn)支柱的支護(hù)方式進(jìn)行加固，若頂板破碎出現(xiàn)拉槽現(xiàn)象時(shí)，采用架設(shè)超前走向棚的支護(hù)方式進(jìn)行頂板維護(hù)。

1) 注漿施工方法為：在33(4)11材巷西側(cè)幫1 360 m～1 385 m范圍內(nèi)，首先在距底板1.5 m處由南向北每隔7 m施工一個(gè)沿煤層傾向的水平鉆孔，鉆孔采用氣動(dòng)手持式鉆機(jī)(型號(hào)為ZQS50/1.6)配合注漿麻花鉆桿，孔深10 m，每個(gè)鉆孔使用4根有眼麻花鉆桿進(jìn)行注漿加固，每個(gè)孔注漿60桶；其次在距底板2 m處由北向南每隔7 m施工一個(gè)沿煤層傾向(東西向)的仰角穿層鉆孔(仰角鉆孔β=30°)，鉆孔采用錨桿鉆機(jī)(型號(hào)為MQT-130C)配合配套鉆桿進(jìn)行鉆眼后重新穿插注漿鉆桿，孔深6.5 m，每個(gè)鉆孔使用2根有眼注漿鉆桿進(jìn)行注漿加固，每個(gè)孔注漿40桶。合計(jì)水平鉆孔4個(gè)，穿層加固孔4個(gè)，鉆孔平剖面見圖1。注漿加固時(shí)間選擇在材巷設(shè)備列車?yán)坪螅爸ёo(hù)未架設(shè)前進(jìn)行。

圖1 注漿鉆孔平剖面圖(單位：mm)

2) 注漿時(shí)要保證壓風(fēng)壓力大于0.4 MPa以上。

3) 穿層鉆孔注漿時(shí)，鉆孔施工完畢后使用風(fēng)鉆將鉆孔外2 m的孔徑掏至不小于46 mm(先用錨桿鉆機(jī)打眼至6 m,再用錨頭鉆眼2 m)。

4) 注漿時(shí)，注漿孔的前方及其附近嚴(yán)禁站人，以防傷人。

5) 現(xiàn)場作業(yè)人員要采取個(gè)體防護(hù)措施，并佩戴專用手套和眼鏡。

6) 工藝流程:打眼→安放設(shè)備→接通氣源→埋設(shè)注漿管與封口器→用高壓管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入A組分(淡黃色液體)和B組分(深褐色液體)→開泵注漿→注漿壓力(由廠家現(xiàn)場指導(dǎo)) →停泵拆注射槍→沖洗機(jī)具→拆卸混合槍和管路。

7) 注漿孔位置及參數(shù)根據(jù)頂幫裂隙及實(shí)際注漿效果可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)禁浪費(fèi)注漿料。

8) 每孔注漿量根據(jù)注漿壓力確定，施工時(shí)必須嚴(yán)格控制注漿壓力，當(dāng)出現(xiàn)大面積漏漿(漏漿量等于泵的注入量)時(shí)，即可換孔注漿或停止注漿。

錨桿、錨索、單點(diǎn)支柱施工方法為：隨工作面推進(jìn)，若煤壁片幫導(dǎo)致端面距超過0.8 m，則加強(qiáng)支護(hù)采用支設(shè)戴帽點(diǎn)柱或打單點(diǎn)錨桿的方式進(jìn)行，戴帽點(diǎn)柱支設(shè)時(shí)，每個(gè)支架前支設(shè)一根，支柱采用與采高相匹配的單體液壓支柱(DZ31.5、DZ28、DZ35、DZ42型)，柱帽選用400 mm×200 mm×50 mm的木托板或1/2Φ18～20×1 500 mm的木棚板；單點(diǎn)錨桿支設(shè)時(shí)，單點(diǎn)錨桿采用Φ20×L2 400 mm螺紋鋼錨桿，配合300 mm×400 mm×3 mm的W托盤聯(lián)合支護(hù)(工作面回收出的舊托盤)，錨桿間距為1.5 m(沿工作面傾向每個(gè)支架前支設(shè)一根，形成一排加強(qiáng)支護(hù)錨桿)，每根錨桿配套使用K2355(藍(lán)色)、Z2355(白色)型錨固劑各一支(快速在上，中速在下)，頂錨桿錨固力不小于105 kN，預(yù)緊力不小于200 N·M；(根據(jù)施工現(xiàn)場難易程度盡可能采用單點(diǎn)錨桿進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，單點(diǎn)錨桿施工難度較大時(shí)可以采用單點(diǎn)支柱進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，加強(qiáng)支護(hù)盡量選擇在檢修班期間進(jìn)行)若片幫導(dǎo)致端面距超過1.5 m時(shí)，則加強(qiáng)支護(hù)采用錨桿錨索相互交錯(cuò)方式布置進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，采用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)時(shí)，錨索間距為3 m(沿工作面傾向每兩個(gè)支架前支設(shè)一根，且避免錨桿錨索同排支護(hù))單點(diǎn)錨索采用Φ17.8 mm×L6400 mm的鋼絞線，配合250 mm×250 mm×16 mm錨索托盤聯(lián)合支護(hù)，每根錨索配套使用K2355錨固劑1支、Z2355型錨固劑2支(快速藥卷在上，中速藥卷在下)，錨索應(yīng)保證設(shè)計(jì)長度，不得剪切，外露長度露出鎖具150 mm～250 mm。錨索預(yù)緊力14 T,錨固力20 T～23 T。若工作面因設(shè)備故障或其他原因?qū)е鹿ぷ髅娌荒茉?4 h內(nèi)向前推進(jìn)時(shí)，則錨索間距沿工作面傾向縮小為1.5 m。

若頂板出現(xiàn)拉槽落矸，煤壁片幫導(dǎo)致端面距超過2 m時(shí)，超前支護(hù)及勾頂作業(yè)施工應(yīng)使用鋼π型梁、風(fēng)水管或道軌長邊沿工作面推進(jìn)方向放置作為超前支護(hù)的骨架梁，一端插入煤壁，一端插入支架護(hù)幫板間隙或支架前探梁頂部，每個(gè)支架架一根或兩根，然后沿傾向在骨架梁上方鋪設(shè)1層3.0 m的長棚板使其形成一個(gè)封閉平臺(tái)，控制住浮矸活石向工作面涌入，每兩個(gè)支架搭設(shè)1組護(hù)頂平臺(tái)，隨支架前移，護(hù)頂平臺(tái)隨之移動(dòng)，若漏渣范圍擴(kuò)大冒高超過3 m，應(yīng)在平臺(tái)上進(jìn)行勾頂作業(yè)，勾頂時(shí)選用1.5 m的短棚板勾成#字型木垛根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際勾至接頂，每個(gè)支架上部勾設(shè)一個(gè)，搭設(shè)在支架前探梁上前方，升起支架調(diào)高油缸使木垛與頂板緊密接觸。

4 結(jié)語

通過對(duì)33(4)11綜采工作面1 360 m～1 385 m范圍內(nèi)三角區(qū)頂板采用固安特CM-15高分子加固材料配合錨桿錨索或單點(diǎn)支柱的支護(hù)方式進(jìn)行加固，對(duì)于頂板破碎出現(xiàn)拉槽現(xiàn)象時(shí)，采用架設(shè)超前走向棚的支護(hù)方式進(jìn)行頂板維護(hù)，保證了工作面頂板安全，通過現(xiàn)場實(shí)踐，工作面在推進(jìn)過該25 m范圍內(nèi)時(shí)，頂板支護(hù)良好，無頂板事故出現(xiàn)，保證了工作面安全生產(chǎn)。