傾斜綜放工作面停采期間支護(hù)技術(shù)研究

姜志勛

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)北辛窯煤業(yè)有限公司，山西 忻州 036700）

礦井傾斜綜放工作面安全高效的回采是確保礦井穩(wěn)產(chǎn)增效的前提。隨著采煤設(shè)備機(jī)械化程度的不斷提高，容易導(dǎo)致工作面接替緊張的情況。因而，為了提高采煤工作面的接續(xù)率，同時(shí)順利保障工作面設(shè)備安裝回撤是現(xiàn)代化礦井經(jīng)常面對(duì)的問(wèn)題，這就要求工作面在停采期間做好支護(hù)技術(shù)管理[1-2]。做好傾斜綜放工作面末采期間頂板支護(hù)是保障礦井高產(chǎn)高效的又一個(gè)重要環(huán)節(jié)[3-5]，選取適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)工藝，能夠保障停采支護(hù)以及設(shè)備回撤期間安全高效，降本增效。盡管目前對(duì)于綜放工作面停采支護(hù)技術(shù)研究比較成熟，但是，對(duì)于傾斜綜放工作面停采支護(hù)技術(shù)需近一步完善，考慮到煤礦井下特殊的作業(yè)環(huán)境，充分利用井下有限的空間資源，特開展傾斜煤層綜放工作面停采期間支護(hù)技術(shù)研究。

1 工程概況

某礦8103工作面為礦井首采工作面，工作面傾斜長(zhǎng)度180 m，開采石炭系太原組2號(hào)煤層，煤層平均傾角25°，煤層平均厚度5.6 m，采用綜采放頂煤開采工藝，采高3.3 m，放煤厚度2.3 m。工作面裝備ZFQ13000/25/38型低位放頂煤液壓支架和SL500型采煤機(jī)，過(guò)渡架為ZFQG13000/27.5/42型。采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。

2 停采支護(hù)技術(shù)研究

2.1 停采線位置的確定

初步確定停采線位置為保護(hù)煤柱線，在實(shí)際工作中，工作面停采前需將停采線位置布置在受周期來(lái)壓影響較小的區(qū)域。根據(jù)周期來(lái)壓步距、最后一次來(lái)壓位置、煤層傾角等因素綜合考慮，確定停采線位置頭巷采位至工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱線，尾巷滯后頭巷16 m。

2.2 末采期間采煤距離的確定

根據(jù)距停采線35 m處鉆孔柱狀圖，以及工作面日常礦壓觀測(cè)結(jié)果，工作面圍巖較不穩(wěn)定，支架工作阻力平均36 MPa，周期來(lái)壓步距50 m。從煤層覆巖結(jié)構(gòu)、礦壓觀測(cè)和提高煤炭回收率等方面綜合考慮，確定工作面末采只進(jìn)行采煤，不進(jìn)行放煤的距離為20 m。

2.3 工作面兩順槽補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

8103工作面超前壓力對(duì)順槽影響不大，巷道無(wú)明顯礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象，但工作面停采時(shí)應(yīng)力持續(xù)作用時(shí)間較長(zhǎng)，為確保巷道安全需提前對(duì)兩順槽進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

兩順槽原支護(hù)形式為錨桿+錨索+鋼帶支護(hù)，錨桿規(guī)格為Φ20mm×2200mm，間排距800mm×800mm；錨索規(guī)格為Φ17.3 mm×7 300 m，間排距2 100 mm×2 400 mm，3-2-3布置；W鋼帶規(guī)格為250 mm×4 mm，鋼帶與巷道寬度相對(duì)應(yīng)。

補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)范圍為停采線內(nèi)16 m，停采線外20 m，補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用4.5 m三眼錨索梁。錨索規(guī)格Φ21.8 mm×7 300 mm，錨索間距1.9 m，梁為11號(hào)工字鋼，排距1 600 mm。兩順槽補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)必須在距離停采線30 m前完成，施工順序按照由里向外進(jìn)行，并確保錨索梁接頂嚴(yán)實(shí)。

2.4 工作面停采支護(hù)方式

2.4.1 鋪聯(lián)網(wǎng)工藝

工作面到距停采線16 m時(shí)開始鋪網(wǎng)，考慮到石炭紀(jì)系煤層頂板較不穩(wěn)定，選擇聚酯纖維柔性網(wǎng)，沿工作面傾向分三段鋪設(shè)，網(wǎng)片規(guī)格為65 m×18 m。三張網(wǎng)片在工作面中部搭接，搭接重疊部分不得小于3 m。每個(gè)搭接網(wǎng)頭沿工作面傾向聯(lián)網(wǎng)三道。

2.4.2 停采期間工作面頂板支護(hù)

工作面支護(hù)采用'錨桿+鋼帶+錨索+工字鋼+聚酯網(wǎng)'聯(lián)合支護(hù)方式。

支護(hù)材料規(guī)格如下：W鋼帶為4 000 mm×250 mm×4mm的3眼鋼帶，高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力拱形托板規(guī)格150 mm×150 mm×10 mm，錨索為Φ21.8 mm×7 300 mm的鋼絞線，工字鋼為3.4 m長(zhǎng)的11號(hào)礦用工字鋼。

支護(hù)工藝流程：距停采線16 m鋪網(wǎng)→距離停采線8.9 m打第一排錨索工字鋼梁（共打4排，排拒1.2 m）→距離停采線4.5 m打第一排錨索鋼帶（共6排，排距0.8 m）→打角錨桿（一排，煤壁到停采線位置）→支護(hù)幫錨桿（共4排）。

1）第1排-4排。距離停采線8.9 m處開始打4排與工作面平行的'錨索+工字鋼'，排距1.2 m。

2）第5排-10排。距離停采線4.5 m處開始，共打6排與工作面平行的“錨索+鋼帶”，排距0.8 m。

3）第11排。停止擴(kuò)機(jī)道后，在機(jī)道頂板與煤壁交叉位置打一排與頂板呈45°~60°的角錨桿，錨桿端部增加W短鋼帶。

共布置4排“錨索+工字鋼”，6排“錨索+W鋼帶”。“錨索+工字鋼”相鄰兩工字鋼梁架間距200 mm，錨索間距1 800 mm，保證錨索布置在相鄰兩支架之間。“錨索+W鋼帶”錨索間距1 800 mm，相鄰鋼帶重疊200 mm，重疊部分均采用頭壓尾的方式。

2.5 末采鋼梁支護(hù)工藝要求

1）工作面順槽切頂線距停采線16 m時(shí)，在順槽切頂線位置分別打1個(gè)木垛，道木規(guī)格2 500 mm×200 mm×200 mm。工作面推進(jìn)至距停采線12.5~8.9 m時(shí)頭尾各4架支架頂板施工3排錨索梁，排距1200mm。工作面推進(jìn)至距停采線位置8.9 m時(shí)開始施工第1排二眼錨索梁支護(hù)，每推進(jìn)1.2 m，依次施工第2、3、4排錨索梁。割煤期間通過(guò)移架確保工作面控頂距符合規(guī)程要求，支護(hù)期間通過(guò)伸前探梁保證端面距不大于340 mm（頂板破碎時(shí)，支架前探梁必須頂住煤壁）。

2）按照自尾向頭順序割煤，采高保持在3.3 m，前部運(yùn)輸機(jī)內(nèi)堆積煤厚度不少于0.3 m，施工人員將網(wǎng)展開，確定好鋼梁位置，用2根單體支柱將工字鋼梁托起，然后打錨索。

2.6 機(jī)道支護(hù)

錨索梁支護(hù)完成后，工作面每推進(jìn)0.8 m支一排“錨索+鋼帶”，支護(hù)兩排（即第5、6排支護(hù)）后，支架停止前移。

支護(hù)工藝流程：鋪網(wǎng)→割頂煤→機(jī)道打鋼帶錨索→割底煤→打角錨桿→護(hù)幫。

支架停止前移后，距停采線3.5 m處開始擴(kuò)機(jī)道。將所有支架的推移連接頭與前部運(yùn)輸機(jī)摘開，使用單體支柱推移前部運(yùn)輸機(jī)，采用遠(yuǎn)程操作方式，將前部運(yùn)輸機(jī)推出，同時(shí)將支架周圍浮煤徹底清理干凈后，將后溜鏈子拆開，縮減一節(jié)溜槽，使后溜頭完全縮入支架內(nèi)（不影響端頭架、轉(zhuǎn)載機(jī)的前移），然后將運(yùn)輸順槽的超前支護(hù)、端頭架隨轉(zhuǎn)載機(jī)及前部溜一起向前推移，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，直到機(jī)道寬度達(dá)到3.5 m。

1）第4排錨索梁施工完畢后，按照由尾至頭方向每割一刀，工作面推進(jìn)0.8 m，施工第5排W型鋼帶+錨索支護(hù)，先割上刀煤，然后用單體支柱配合半圓木將網(wǎng)托起，作為臨時(shí)支護(hù),單體支柱間距1.75 m。最后進(jìn)行錨索+鋼帶支護(hù)，待第5排支護(hù)施工完畢后，從頭向尾割底煤并掃浮煤。按照上述順序施工第6~10排支護(hù)。

2）第10排支護(hù)完畢后，工作面推進(jìn)0.5 m，在工作面機(jī)道與煤壁相交處，支設(shè)一排角錨桿，角錨桿規(guī)格Φ20mm×2000mm，短鋼帶規(guī)格為450mm×250mm×4 mm，間距1.75 m。

2.7 工作面護(hù)幫支護(hù)

采用Φ20 mm×2 000 mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，配合單層金屬菱形網(wǎng)與聚酯網(wǎng)支護(hù)，錨桿間排距為1.75 m×1.0 m，共計(jì)四排幫錨桿，托盤使用150 mm×150 mm×10 mm高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力拱形托板。

3 結(jié)論

8103傾斜綜放工作面采用工作面支護(hù)采用“錨桿+鋼帶+錨索+工字鋼+聚酯網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)方式，確保了工作面末采階段支護(hù)安全高效。該傾斜工作面停采支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)本礦井及和國(guó)內(nèi)相似條件的礦井具有重要借鑒意義，同時(shí)為集團(tuán)公司編制工作面停采技術(shù)規(guī)范企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供了良好的成功經(jīng)驗(yàn)。