馬蘭礦12704 綜采工作面收尾技術研究與應用

張 鑫

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦，山西 古交 030205）

0 引 言

收尾技術是當工作面推采到距離設計停采線位置一定距離時，開始為設備回撤創造安全的條件，確保工作面設備在回撤過程中頂板及兩幫的支護強度而采取的一種特殊的回采技術。隨著礦井開采深度的增加、地質條件的復雜，造成工作面改造、搬家次數明顯增加，導致工作面收尾次數逐漸增多。對于綜采工作面而言，提高收尾的質量和效率可以為設備的回撤、人員的安全創造有利的條件，并對礦井的安全生產以及經濟效益產生重要的影響。

1 工作面概況

12704 工作面位于馬蘭礦南七采區左翼，皮帶巷開口于南七2 號煤左翼集中皮帶巷，軌道巷Ι 段通過措施巷與南七02 號煤左翼集中軌道巷連通。工作面對應上方間隔3.0～5.5 m 為10702、10704 采空區，工作面西北側間隔40、68、90 m 分別為東二回風大巷、南七集中皮帶巷、南七02 號煤、2 號煤右翼集中軌道，皮帶巷20～25 m、軌道巷Ι 段65～70 m，上部間隔4.5 m 為南七02 號煤左翼集中軌道巷，其它方位暫無工程，如圖1 所示。

12704 工作面所掘進煤層為二疊系下統山西組2號煤，屬穩定可采近水平中厚煤層，合并區2 號煤平均煤厚1.76 m，煤層結構復雜，煤層結構0.48（0.20）1.08；措施巷 114 m、軌道巷 Ι 段 0～192 m 為 1 號煤與2 號煤分岔區，夾矸厚度0.50～0.55 m，2 號煤平均煤厚1.1 m，結構簡單。

圖1 12704 工作面位置圖

2 綜采工作面收尾技術

2.1 概 況

根據工作面生產情況，12704 工作面推進至距停采線10 m 時開始進行鋪網收尾工作，（停采線位置：皮帶巷位于里程123 m 處，軌道巷位于里程36 m 處，鋪網線里程位于里程135 m 處）。工作面現有支架130 道，采長 195 m，共需鋪網 10 道，板梁 5 道。

2.2 準備工作

1）將鋪網擴循環所用材料在鋪網前全部運到12704 工作面指定地點，擺放整齊。

2）工作面距鋪網線10 m 距離時，控制機頭、機尾推進度。按照停采線推進機頭、機尾。

3）工作面距鋪網線5 m 時開始調整采高，由原設計采高調整為鋪網采高2.4 m。

4）工作面支架必須接頂嚴實，頂梁上無浮矸。

2.3 工藝流程

割煤——聯網——（上板梁）——拉架——推溜——擴循環——收尾工作

當金屬網落入采空區底板，被壓住一個循環后，停止拉架，然后開始擴循環，擴循環成形后，支架梁端距煤壁棚腿凈寬不得小于2.2 m，工作面凈高不低于在1.8 m，如圖2 所示。

圖2 12704 工作面擴循后支護圖

2.4 鋪網上板梁技術要求

1）聯網上板梁時，采煤機運輸機停機閉鎖，并把其開關手把打到零位。嚴格執行“敲幫問頂”制度，必須護幫護頂，處理頂幫危巖活石等隱患。確認安全后方可開始聯網上板梁作業。

2）工作面支架要求工作狀況良好。鋪網、上梁依次類推。上梁從機尾到機頭逐段進行。

3）鋪網要求長邊平行于工作面鋪設，鐵絲網采用10 m×1.3 m 菱形金屬網，必須鋪至上下出口兩幫。網要平展，不得漏網、卷網。聯網時要求首尾搭接，上下搭接，搭接規格為：短邊200 mm，長邊200 mm。聯網時注意，機頭側網要壓機尾側網，第1 排鐵絲網壓第2 排鐵絲網。采用雙邊聯法，搭接處每3 孔擰1扣，每扣擰2~3 圈，擰緊擰牢。頂板破碎時鋪設雙層網，聯網絲用14 號鐵絲，每根長250 mm 左右。

4）鋪網時要求正、副巷上下出口兩幫有2 m 下垂，每次聯網前必須保證支架梁端下有1 000~1 500 mm 下垂，為下次聯網創造條件。割1-2 刀煤，聯一次金屬網。

5）鋪板梁時，要求必須平面朝上鋪設，平行于工作面鋪設，第1 排網與第1 排板梁同時鋪設，板梁與金屬網要每隔800 mm 用雙股14 號鐵絲與金屬網捆牢，板梁的規格為1/2Φ200 mm×4 000 mm紅松梁。

6）鋪第1 排網及上第1 排板梁時，把10 m 長的金屬菱形網拆成5 m 長，3 架1 組，要求5 人協同作業，并由跟班隊長現場指揮，觀察頂板、煤幫狀況，發現異常必須停止作業，待處理后方可作業。作業時，2個人托起板梁將支架降架后塞入頂梁上，2 人扶金屬網，1 人操作支架，使板梁連金屬網貼緊頂板，擺放牢固。升緊支架初撐力達到規定要求，托住板梁與金屬網其后照樣依次操作左右2 個支架，依次類推鋪完第1 排板梁與網。上板梁時作業地點支架限位裝置必須完好，限位裝置必須隨架操作，無關人員不得在作業地點附近停留。

7）聯網時要站在支架頂梁下聯接，嚴格“敲幫問頂”制度并做好臨時支護，聯網上板梁時嚴禁空頂作業，片幫嚴重地點，必須打好臨時貼幫點柱。網聯好后要將網吊掛合適，防止割煤時割網。割煤過程中，采煤機司機要注意觀察嚴禁割網，割煤后將網放下再進行拉架工作。支架移出后，支架要升緊，初撐力必須達標。聯網不合格處必須進行重新聯網，頂板破碎時要進行帶壓擦頂拉架。

8）工作面共鋪設5 道板梁。第2 道板梁上至第2道網尾部，板梁固定于靠回采煤壁側網邊緣，板梁應平面朝上，位于頂網的下方，板梁應相互對接，排距為1.2 m，間距為0.5 m，以后每1 道網上1 道板梁。當第1 排板梁甩入落山1 個循環后，在落山側全部壓實后，支架停止前移，必須將全部支架的推拉桿收回，開始擴循環工作。

9）擴循環前，根據工作面實際情況，兩端頭維護采用木垛方式。當支架距離煤幫大于等于1 m 時，采用井字型木垛維護（木垛要求見頂接底，支撐有力，四角打設包角柱，中間打設中間柱）；當支架距離煤幫小于1 m 時打設堆柱（堆柱的規格為：3 根圓木為1 組堆柱，共打設2 組，間距為1m）。木垛（堆柱）采用Φ200 mm 紅松圓木，尺寸根據現場施工條件而定，并采用扒釘聯接牢固保證接頂嚴實。在工作面兩端頭支護前，先將金屬網與巷道頂網或幫網聯接好。

2.5 擴循環安全技術

1）擴循環工作從機尾向機頭方向進行，采用斜擴6 架一次成型工藝，即每6 架為1 組，連續擴幫，直到滿足規定為止。遇斷層等構造或頂板破碎時，為有效支護頂板，防止漏冒頂，根據現場情況，采用斜擴3架一次成型。工作時必須考慮運輸機彎曲度，防止運輸機錯口。

2）擴循環時頂板維護安全技術措施：①第1 個循環要求采煤機每割6 個架后，將采煤機、運輸機停機閉鎖，在工作面煤壁側以1.5 m 柱距支設貼幫單體戴帽點柱，然后在網下逐架穿入φ200 mm×3 000 mm 的紅松圓木梁，梁間距為750mm。梁的一端頂至煤壁，升緊支架后聯網，并逐根回撤掉臨時支柱，以此工序完成第1 個循環后，拆開運輸機的聯結銷，將運輸機用單體頂至煤壁。長梁要大頭頂住煤幫。②擴第2 個循環時，采機每割6 個架煤后，將采煤機、運輸機停機閉鎖，然后逐架進行抽梁。抽梁時，先在支架中部單體套板梁作為臨時支護，分別抽出2 根圓木梁，2梁都抽出頂住煤壁后并及時在每架支架的2 根梁下分別打上貼幫單體與Φ≥180 mm 的優質紅松支木，支木與梁間用扒釘扒牢，梁下單體要與網拴牢，升緊支架。頂板破碎等特殊地段提前抽梁支護頂板。

3）上梁、抽梁安全技術措施：該項作業要逐架進行，嚴禁同時動作2 架及以上支架。進行該項作業時要閉鎖運輸機，采機摘開離合，并把隔離開關打零位，嚴禁隨意動作周圍10 道支架。敲幫問頂后，升緊相鄰支架，降下將要穿梁的支架，確保安全的情況下，支護人員站在板梁搭設的工作臺上（板梁架設在運輸機擋煤板與煤幫間，板梁與板梁之間要用扒釘連接，其總寬度不小于1 000 mm）穿梁。要求插梁梁頭必須頂死煤幫，暴露頂板必須打設臨時支護，形式為單體帶帽點柱。上梁、抽梁時嚴禁聯網，聯網工作要提前進行。長梁上到位后要與頂網用鐵絲相連。

4）擴循環結束后機頭、機尾架雙抬棚，保證1 梁4 柱，用料為Φ200 mm×6 000 mm 紅松圓木，棚腿長度根據具體情況而定，保證支撐有力。擴循環過程中，必須安設好鐵絲網、挑梁、支木，如有安設不到位或損壞的材料必須重新安設完好。

2.6 機尾打絞車硐室安全技術

1）擴完循環后，在運輸機機尾正對保險煤壁炮掘施工1 個絞車硐，硐室規格為：寬×深=2.5 m×3.0m，施工跟底跟頂，高度不低于2 m。施工前，在絞車硐室開口處貼保險煤壁側用單體套3.0 m 的鋼梁加強支護，然后在硐室開口處回掉原端頭支護的單體柱。硐室支護采用單體套板梁棚支護，1 梁2 柱，棚距為0.8 m，柱距為2.6 m，單體挑梁端150 mm，板梁規格為1/2Φ200 mm×3 000 mm。并且用背板按“幫三頂四”進行支護。

2）根據爆破設計，如圖3 所示，放炮后，首先在絞車硐前按臨時支護要求打好單體，上好臨時支護板梁，將永久支護板梁按要求排好后，進行出煤。出煤后，在永久支護板梁的兩端打上單體，回撤掉臨時支護，進行下一個循環。

圖3 機尾絞車硐室爆眼布置圖

3）所需風量，按炸藥量計算：

式中：Qb為爆風量；25 為煤礦許用炸藥每千克炸藥供風不少于25 m3/min；A為1 次爆破的炸藥量為10.8 kg。

通過計算得：Qb=25×8.2=270 m3/min

工作面配風為7 103 m3/min ＞Qb，每次放炮時符合規定。

3 結束語

根據對12704 工作面的收尾方案，創新性的提優化了回撤通道的支護設計，綜合考慮了煤炭回收率和回撤通道支護難易程度，本次12704 工作面的收尾工作取得了良好的效果，為今后綜采工作面合理選擇收尾方法提供了理論依據，且總結說明了綜采工作面收尾期間的主要注意事項，為綜采工作面收尾提供了實踐依據。