大采高綜采工作面過環形裝架硐室的技術研究

桂維國

（柴里煤礦生產技術部，山東 滕州 277519）

1 工作面概況

3605①綜采工作面為柴里煤礦村莊搬遷下新區工作面，也是首次采用大采高工藝工作面。井下位于一水平六采區北部，開采二疊系山西組3煤，煤層賦存穩定。3煤厚6.15～13.60 m，平均9.59 m，局部含一至三層泥巖夾矸厚0～0.80 m。該面開采一分層采高4.2 m，采用走向長壁后退式一次采全高綜合機械化采煤工藝，利用雙滾筒采煤機割煤、裝煤，割煤寬度為0.8 m，采高4.2±0.2 m。工作面為不規則、合茬設計，安裝重達30 t的ZF9000/23/47型支架支護頂板，生產過程中將在機尾不斷縮減支架開采。采空區采用全部垮落法放頂。

工作面及環形裝架硐室平面位置示意圖見圖1。

2 環形裝架硐室加固方案制定

2.1 環形裝架硐室基本情況

該硐室位于軌道順槽轉彎處，為半環形形狀，均為錨網梯索梁支護。硐室中心長度為34 m，寬7.4m，高度4.3～6.5 m，平均高度為5.6 m。

圖1 3605①綜采工作面及環形裝架硐室平面位置示意圖

2.2 環形裝架硐室加固方案對比

硐室段3煤厚平均8.5 m，開采一分層采高4.2m，工作面底板將沿硐室中上部推采，如沿該硐室底板推采將造成下分層該區域難以開采。為確保本分層安全通過并兼顧下分層開采，提出兩種加固方案進行對比。

方案一：全部采用方木排嚴、打設木垛方法進行加固。

優點：便于施工和組織，施工時間短。

缺點：成本投入較大，不利于下分層煤機截割和開采。

方案二：采用袋裝爐渣灰鋪底和頂部兩層方木排嚴方法進行加固。

優點：節約成本，有利于下分層煤機截割和開采。

缺點：施工勞動強度大，時間稍長。

綜合分析比較，決定采用第二方案實施加固。

3 實施過程

3.1 基準點布置

軌道順槽導11點與運輸順槽導18點落差為30m，計算工作面煤層傾角為14°。環形硐室內以導C點向面里方向煤幫最高處揭露的頂板為起點，以垂直底板向下測量4.2 m 1點為上基準點，由此點向對幫拉線定出下基準點2點，上下基準點的連線即為環形硐室內加固填充物的上平面基準線。然后，由基準線的1點按照14°坡度分別向環形硐室兩入口處兩幫拉線定出兩入口處3、4、5、6各點。由此得知，1～3點和1～5點之間連線為環形硐室面里幫填充物的上平面連線，2～4點和2～6點之間連線為環形硐室面外幫填充物的上平面連線，1～2點為兩幫之間整體填充物的上平面連線。依此，可確定數條基準線。

裝架硐室導C點處工作面兩巷落差29.76 m，傾角13.5°，硐室內最大高度6.4 m，最小高度4.3 m。

3.2 實施加固

（1）依據現場計算得知，加固材料需準備：爐渣灰，袋裝600 m3；金屬網：規格5×1.15 m，數量60片；方木：規格Φ18×3600 mm，數量900棵。

（2）維護加固方式：以環形硐室現有底板為基準，設計底板基準線以下0.4 m為基線，此空間區域填充爐渣灰，爐渣灰上平面敷設一層金屬網，設計底板基準線以下，爐渣灰上平面0.4 m空間施工方木木垛。

（3）木垛施工方式：沿環形硐室走向鋪設第一層走向方木，沿環形硐室傾斜方向鋪設第二層傾向方木。每層方木與方木之間采用交錯、無間距密集布置，方木與方木之間使用扒釘釘牢。

經過近十天的施工組織，在工作面推采距環形硐室25 m處完成加固施工。

3.3 工作面過環形硐室安全技術要求

（1）工作面過環形硐室過程中，每班必須指定一名管理人員具體負責現場監護清理維護工作，所有工作必須指定專人負責。

（2）加強機尾犄角管理，杜絕犄角折幫空頂現象，工作面臨近環形硐室5 m時，在機尾段環形硐室影響段15 m范圍內上頂網以加強頂板管理，待推過環形硐室后停止上網。

（3）工作面過環形硐室期間要加強支架支護狀態調整，嚴格控制工作面采高，確保采高均勻，高度控制在4.0～4.2 m。生產過程中，支架工兩人一組，配合進行調架，確保支架歪斜不大于5°，仰俯不大于7°。

（4）頂板破碎處及時拉移超前架支護，堅持“帶壓移架”、“擦頂移架”，盡量減少頂板裸露時間，防止漏矸、漏炭。

（5）工作面過環形硐室時，因環形硐室犄角折幫、掉頂造成頂板超高或端面距超過規定時，必須對頂板煤幫采取穿料接頂、拉移超前架、面前扶棚等有效維護措施，扶棚裝頂期間不得操作附近10m范圍內的支架。

（6）人員進入煤壁區支護頂板時，首先要停機閉鎖，必須敲幫問頂，設專人指揮并觀察頂板，維護清理好退路，確認無隱患后方可進入，工作時必須在有掩護的空間下進行操作，嚴禁空頂作業。

（7）打點柱、扶棚用單體液壓支柱時，要用麻繩、防倒鏈牢固生根，以防歪倒，并采取5 m外遠距離方式供液。

（8）工作面通過環形硐室支架處于充填物上方時，巷道支架與頂板保持嚴密接觸為準，防止支架下陷，不再考核初撐力要求。

4 結束語

（1） 為便于現場施工，通過精確計算硐室加固坡度后，在幫部用漆標出層位后再用綠色尼龍繩拉線標記，包括硐室幫部及兩幫連線。

（2）為確保袋裝爐渣灰的加固強度并兼顧工作面下分層開采時煤機截割，在爐渣灰中參入少許比例的水泥，并對每層袋裝爐渣灰進行灑水以加強致密性。加固強度得到較大提高，現場效果較好。

（3） 硐室加固時，在袋裝爐渣灰與底層方木之間鋪設一層金屬網并嚴密連接，為下分層開采此段時頂板管理極為有利，可有效防止頂板破碎漏頂現象的發生。