Ⅲ1301（下）綜采工作面末采工藝研究

牛 杰

（晉煤集團沁秀公司坪上煤業(yè)，山西 晉城 048203）

1 概況

Ⅲ1301（下）綜采工作面位于一水平一盤區(qū)，開采二疊系下統山西組3號煤。工作面標高290～307 m，工作面走向長度678.8 m，傾向長度178.8 m，可采面積121369.44m2，采高2.5±0.1 m。Ⅲ1301（下）綜采工作面東為礦界，南為端潤公路保安煤柱，西為III1302（上）工作面采空區(qū)，北為東翼東軌道運輸巷。Ⅲ1301（下）綜采工作面煤層總厚度平均2.44m，煤層傾角0°～7°，平均6°，煤層穩(wěn)定，普氏系數2.0～3.0，容重1.45 m3/t。煤層結構簡單，一般不含夾矸，節(jié)理較發(fā)育，對回采的影響較小。Ⅲ1301（下）綜采工作面即將進入末采階段。

2 分層開采的頂板管理方法

Ⅲ1301（下）煤層厚度為8m，一次不能完全開采，所以選擇分層開采的方法。該礦上下兩層分別為4 m，分層開采分為上行開采即開采順序是由底板向頂板方向，下行開采即開采順序是由頂板向底板方向。

2.1 工作面支護

采用綜采工作面切眼頂板支護的方式，最大的難點在于采高大、跨度大且巷道暴露出來的空間很大。通過三鉸拱原理可知，巷道頂板承受的原巖垂直應力會隨著巷道凈跨度變大而變大。因此，選擇的錨桿長度應該長一些，同時軟弱巖層本身的松動膨脹也會對下位巖層產生較大的垂直載荷，嚴重則會導致頂板垮落。尤其是1034切眼位于正在開采的1032工作面下方，受到地壓與采動壓力的作用，所以要采取一定補強措施，只有這樣才能保證施工安全與質量。

“錨帶網”本身可以發(fā)揮擠壓加固作用，可以讓錨固范圍內的巖石形成可以承受一定載荷的整體結構，保證錨桿長度范圍內的頂板保證整體性，還能防止上部圍巖出現松動與變形。因為頂板中等穩(wěn)定，所以采用M型鑰帶配合金屬菱形網來維護頂板。錨索則錨固于上部老頂巖內，有很強的懸吊作用，能夠將潛在的垮落范圍內的頂板巖層懸吊在完整的老頂巖體上方，垮落范圍內的巖層受到的垂直載荷由錨索來承擔，可以極大程度防止頂板巖層離層。

圖l Ⅲ1301（下）工作面支護三視圖（單位：mm）

2.2 最后四刀煤時的頂板管理要求

割第一刀煤后，以60個支架為一個單元，割過煤后及時將支架護壁打出支護頂板。割完煤后在支架上板梁挑起金屬網作為臨時支護維護新揭露的頂板，板梁規(guī)格為Φ200×1500mm，板梁間距為3.0m，然后開始在兩個支架間，距離支架前梁250mm處打一根單體錨索用于維護頂板。割第二刀煤前，將支架與溜子的連接銷摘掉，用單體柱將溜子頂過，頂溜步距必須達到0.6 m，割完煤后利用單體柱配合板梁挑起金屬網作為臨時支護維護新揭露的頂板，板梁規(guī)格為Φ200×1500 mm，板梁間距為3.0 m。然后開始割下一個單元的煤。本次循環(huán)割煤完成后，在兩個支架間距離上一排錨索700 mm處打注一排單體錨索用于維護頂板，錨索間距為1.5 m，錨索打注完成進行下一個單元。以第二刀煤的工藝完成第三刀煤和第四刀煤，第三刀煤割完打注錨索時，兩種錨索間隔布置，第四刀煤割完打注錨桿，錨索距離第三排錨索的距離為550 mm。第四刀煤割完后，打注玻璃鋼錨桿進行封幫。封幫采用兩排玻璃鋼錨桿進行，第一排錨桿距離底板1.0 m，錨桿排距1.0 m，錨桿間距為1.5 m。打注封幫錨桿前采用單體柱配合板梁對煤壁進行臨時封幫，單體柱間距為0.75 m。若機組割最后四刀煤時工作面頂板破碎嚴重、片幫過大時可采取分段末采工藝，即每次割夠20～40個架后，直接將溜子頂夠下個循環(huán)進度，然后再用機組截割，直至該區(qū)段的20～40個架四刀煤全部結束為止，頂板維護仍然執(zhí)行上述的方式進行。

3 取得效果分析

傳統的網下末采安全性較差，投入材料和人力多，施工工藝采用在工作面上2.4 m板梁、2.8 m板梁、3.2 m板梁維護頂板，支護費用164350元。而該煤礦采用分層開采方法后，材料費用降低，安全性能提高，工期由原來的24個月縮短到現在的16個月。實體煤支護工藝：采用打7.3 m和9.3 m錨索維護頂板，支護費用102117元，節(jié)約費用：164350-102117=62233元。由此可以看出，無論是開采工期、安全性還是相關費用，都取得了不錯效果。

4 結語

Ⅲ1301（下）綜采工作面即將進入末采階段，為保證開采作業(yè)的安全有序進行，需要在作業(yè)中嚴格做好頂板管理工作，合理選擇開采方式，同時做好安全防范工作。