綜采工作面過高應力區技術措施應用分析

賈方偉

（晉能控股集團煤業集團忻州窯礦山西大同037003）

1 概述

礦井8306工作面可采長度459 m、傾向長度131.3 m。當工作面回采至274 m時，從29#、30#支架揭露一條落差0.3 m、走向北東30°、傾向北西、傾角80°的正斷層，且從28#～33#支架區域上覆為11-2#層8207、8209采空區隔離煤柱，層間距48 m～52 m，受上覆11-2#層8207、8209采空區隔離煤柱及斷層影響，工作面壓力較集中，6#～40#支架頂板破碎。煤柱影響范圍見表1，層間對照示意圖見圖1。

表1 煤柱影響范圍表

圖1 工作面層間對照示意圖

為確保8306工作面安全、順利通過高應力區域，實現工作面安全回采，本文研究制定了綜采工作面過高應力區技術措施。

2 治理技術

綜采工作面過高應力區技術措施就是通過采取優化采煤工藝【1】、注粘接材料【2】及加強支護強度等手段對回采工作面高壓力區進行綜合治理的技術措施。

2.1 優化采煤工藝

（1）過斷層及上層煤柱期間，必須根據斷層走向及上層煤柱走向與工作面推進方向所呈的空間位置關系，適當調整工作面頭尾進度，增大煤柱走向與工作面推進方向所呈的角度，以減少斷層揭露面積及減小上層煤柱集中應力對工作面的影響程度。調整時需加強關注刮板輸送機的上竄下滑情況，確保溜頭、溜尾距巷幫的距離符合要求。

（2）具備提前移架的條件時，必須提前移架，將端面距縮到最小，再進行割底，之后根據現場實際情況，對頂進行反向截割。

（3）不具備提前移架的條件、煤壁未出現明顯片幫時，則機組割頂后，必須及時將支架前伸梁伸出，同時移架必須緊跟機組后滾筒（與后滾筒的距離不得超過1個支架）。

（4）頂板破碎嚴重、煤壁片幫明顯，工作面煤壁呈“斜坡”狀，則提前移架，之后機組只割底、推移刮板輸送機，接著移架，如此循環。

2.2 注粘接材料

（1）注漿方案

煤壁注漿時，施工位置為在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m處施工、仰角1°～3°，水平轉角、施工數量均根據現場情況確定；孔深8 m～10 m；孔距3 m～5 m；單孔注量根據實際情況確定，一般為3 t左右；鉆孔直徑φ=42 mm；設計注漿壓力：8 MPa～18 MPa。

頂板注漿時，施工位置為在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m處施工、仰角50°～60°，水平轉角、施工數量均根據現場情況確定；孔深7 m～9 m；孔距3 m～5 m；單孔注量根據實際情況確定，一般為3 t左右；鉆孔直徑φ=35 mm；設計注漿壓力：8 MPa～18 MPa。

（2）注漿方式

注粘接材料施工需要使用專用的氣動注漿泵，連接示意圖如圖2所示，其具體施工過程如下：

打眼→連接注漿管和注射槍→用高壓膠管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入裝有天固材料A液和B液的桶內→開泵注漿→沖洗機具→停泵→拆卸注射槍。

圖2 注漿連接示意圖

2.3 加強支護管理

（1）加強機道支護管理

在機道施工錨索補強支護，具體施工位置根據現場情況確定，施工機道錨索長7.3 m、直徑φ17.8 mm，配500×500 mm鐵托板、使用2卷MSZ2360型樹脂錨固劑。錨索施工后必須及時打壓，確保錨索預緊力不小于210 kN，錨固力不小于320 kN。

（2）加強支架管理

過斷層及上層煤柱期間，必須加強對各類液管、閥組、立柱、千斤及支架結構件的檢查檢修力度，杜絕跑、冒、滴、漏、竄現象的發生，及時更換受損部件，確保支架工況正常。

（3）加強超前支護管理

加強工作面兩巷超前支護的管理，支護長度不得低于規程要求，如果兩巷超前支護區域頂板揭露斷層，則必須將單體柱間距降至0.8 m，超前支護長度必須覆蓋斷層揭露區域。嚴禁提前回撤兩巷超前支柱，采煤機距割通20 m時停機，回撤巷道超前支柱。

3 治理效果

工作面進入受斷層及上覆煤柱影響的高應力區域后，共注粘接材料150 t，且粘接材料的擴散半徑及粘結情況均達到了預期效果（見圖3），施工機道錨索40根，更換了各類液管、閥組等支架配件60余件，提高了機道頂板及煤壁的穩定性，有效保證了工作面的正常推進，使工作面安全、順利的通過了高壓力影響區域。

圖3 注粘結材料現場及效果

4 結論

綜采工作面過高應力區技術措施可達到加固頂板和煤壁的目的，從而提高機道頂板、煤壁的穩固性，解決了工作面遇斷層及上覆煤柱后難以治理的問題，保證了工作面能夠安全、順利的通過高壓力區域,有效提升了礦山安全技術水平。