淺析深井高應力條件下綜采工作面收尾施工工藝

黃志遠

(焦作煤業集團趙固(新鄉)能源有限責任公司，河南 輝縣 453634)

1 工作面收尾概況

趙固一礦11072工作面屬于礦井的-525 m水平，位于礦井東翼，所屬盤區為東一盤區，開采煤層為二1煤層，二1煤層頂板(底分層區域為人工假頂)標高為-454.2～-492.1 m。該工作面煤層平均厚度為2.22 m，煤層傾角為1°～8°。工作面沿走向布置，走向長度平均為575.05 m(至停采線)，傾向長度為178.1 m，面積為102 416.4 m2，可采儲量為30.87萬t。

工作面自收尾線開始人工上網上繩，當柔性網網邊落底壓入老塘后，工作面停止移架，采用采煤機配合人工擴幫方式擴刷回撤通道?；爻吠ǖ栏?.6 m，寬3.0 m(梁端至煤壁)，回撤通道頂板采用槽鋼梁錨索支護，幫部采用錨索配合鋼筋梯支護，頂網使用礦用高強聚酯纖維柔性網(以下簡稱：柔性網)，煤墻使用金屬菱形網。工作面上網時采用金屬菱形網引導柔性網的方法，整體鋪設柔性網，為工作面設備回撤創造安全空間。收尾期間采高控制在2.8～3.0 m。

2 上網上繩技術方案

1)上網上繩開始位置距停采線距離取13 m(包括擴通道3.0 m)。

2)收尾結束時要保證第二根鋼絲繩過支架尾梁尾部；上繩期間，每割一刀煤鋪設一根鋼絲繩，繩間距600 mm，預計共鋪設鋼絲繩16根。

3)如果頂板破碎、下沉掉兜明顯，則加密鋼絲繩，按照400 mm繩間距布置。

4)工作面推進至收尾線時開始鋪第一趟網，工作面推進一排后開始鋪第一根鋼絲繩，以后每隔0.6 m鋪設一根鋼絲繩。第一、二趟網使用金屬菱形網鋪設，當第二趟網全部壓至支架頂梁上后，開始續接柔性網直至上網結束。當工作面推進至第二根繩到尾梁底端時，工作面支架停止移動，開始擴刷回撤通道。①工作面開始收尾前，先鋪設一趟雙層網，并上一排圓木(3 m長)。鋪網和上圓木同時進行，兩架支架為一組，首先將網不對稱折疊，將圓木裹住，用鐵絲與圓木栓牢，且菱形網與圓木連接不小于4處，將支架降下，使用單體柱將圓木連帶金屬網上至支架頂梁上，然后將支架升起。以此方法將剩余支架菱形網及圓木全部固定。②第一排圓木上完后，根據頂板情況可選擇在架間打設錨索固定頂網，避免在拉架時將頂網蹭掉。錨索規格φ 17.8 mm×4 200 mm，墊板為200 mm×200 mm鋼墊板。

5)通趟上完之后，緊跟著續接第二排金屬菱形網。鋪設第二排網與第一排網呈“品”字形連接。第一排網與第二排網的搭接不小于200 mm。兩排網搭接處及兩層網之間用14#鐵絲雙股擰緊壓平，其扎結點呈三花形布置，間距不超過200 mm。第三排網使用柔性網鋪設。當遇頂班條件較差或其他特殊情況時，可多續接一排金屬網，其續接形式同第二排金屬網。

6)第二排網上完之后，開始上第一根鋼絲繩。先固定機頭或機尾處鋼絲繩繩頭，沿工作面煤壁鋪設，距伸縮梁梁端以下300 mm，將鋼絲繩與菱形網進行連接、綁扎，聯鋼絲繩時，鐵絲扎點間距不大于200 mm，鐵絲要至少擰2～3扣，并擰緊。從機頭(尾)延伸至機尾(頭)，在機尾(頭)處將鋼絲繩的另一端固定。鋼絲繩的繩頭直接固定在兩順槽頂板加強支護錨索或槽鋼梁上。

3 鋪設柔性網

1)柔性網與金屬網對接。①上網前先將柔性網全長展開，鋪網時網的長邊平行于工作面布置。②將每個絞盤上面安裝好的鋼絲繩的自由端繞過頂梁上面固定的滑輪，然后再從柔性網卷底部穿過，將鋼絲繩自由端固定在金屬網網孔上，此時鋼絲繩處于松弛狀態。③人工將柔性網起始端提起，柔性網與金屬網搭接時，保證柔性網的起始邊固定在金屬網靠近頂板(煤墻)一側，減少初次上網移架對柔性網的破壞。④柔性網與金屬網之間使用14#鐵絲捆扎，扎絲間距不大于200 mm，柔性網與金屬網上下搭接不少于300 mm。⑤兩卷柔性網搭接處的搭接長度為3～5 m，用鐵絲進行捆綁搭接(搭接時，三花均勻布置，扎結點間距不大于200 mm，保證搭接處強度)。搭接處網上自帶鋼絲繩在搭結后應與網邊固定好，使用鐵絲捆綁牢固。

2)柔性網鋪設。①柔性網與金屬網連接好后，將工作面所有支架上的手動絞盤鋼絲繩下放，打開支架護幫板緊貼煤壁，以網卷超出護幫板以下1～1.5 m為宜，距刮板輸送機槽沿高度不小于0.7 m。②開始割煤后，提前15～20架將支架護幫板收回，操作手動絞盤將網吊至支架頂梁下，采煤機割過后滯后采煤機后滾筒5～8架將柔性網放下，進行拉架作業。③重復割煤、放網、拉架、推槽、收網、割煤程序，直到工作面停采。④拉架時，應根據頂板情況適當降架，邊移架邊觀察，嚴禁帶壓擦頂移架，防止拉破頂部網片。⑤當柔性網與金屬網脫開時及時打錨索固定柔性網，保證柔性網正常鋪設。

4 鋼絲繩鋪設方法

將鋼絲繩從機尾拉到機頭，兩頭各預留5 m，將鋼絲繩固定在兩順槽加強支護錨索或槽鋼梁上，然后從機頭(尾)向機尾(頭)依次用鐵絲把鋼絲繩與柔性網進行連結固定，最后把鋼絲繩的另一頭固定住。鋼絲繩鋪設質量要求如下。

1)上下順槽鋼絲繩頭直接固定在順槽頂板的加強錨索上，采用300 mm×300 mm高強度可調心托盤配合鎖具進行固定，也可直接固定在加強錨索槽鋼梁上。

2)鋼絲繩直徑24 mm，繩長190 m/根(繩長不夠時可以接長使用，搭接長度不得小于2 m，繩卡不少于4個，且繩卡必須與鋼絲繩繩徑相匹配)，沿走向每600 mm一根。在錨索上固定鋼絲繩時，要求把鋼絲繩用5個繩卡固定一個繩扣，套在錨索上，然后安裝錨索托盤、鎖具，繩扣直徑必須小于錨索托盤，然后上緊錨索托盤。

3)繩要拉直拉緊，間距保持均勻平行，用鐵絲每200 mm一扣，直接連在金屬菱形網或柔性網上。

5 回撤通道的施工

當工作面推進至第二根繩到尾梁底端時，工作面支架停止移架，開始擴刷回撤通道。

1)回撤通道施工方法。①回撤通道采用采煤機進行擴刷，共5刀。割第1刀采用支架推移桿推移刮板輸送機，然后去掉支架推移桿與刮板輸送機的連接，其余4刀采用單體液壓支柱推移刮板輸送機，步距600 mm。②若工作面收尾時頂板比較破碎，回撤通道上部采用人工擴幫，下部采用采煤機進行擴刷。

2)回撤通道支護。支架停止移動后，先在架前打設一排φ 21.6 mm×8 300 mm錨索進行超前支護，錨索角度為傾斜新巷側10°～20°，鋼筋梯與切眼平行布置，錨索間距1 500 mm，用于控制新巷側的頂板。隨著回撤通道的擴刷，每間隔600 mm打設一排槽鋼梁錨索進行支護，槽鋼梁與切眼平行布置，排距600 mm，錨索間距1 400 mm，錨索規格：φ 21.6 mm×8 300 mm，均垂直頂板打設。槽鋼梁采用14#槽鋼加工而成，長4 500 mm，錨索梁墊板為200 mm×100 mm×16 mm鋼墊板，補強支護錨索使用φ 28 mm鉆頭打設，每根使用3支Z2350型樹脂錨固劑錨固，預緊力不小于300 kN，錨索外露長度150～250 mm。根據頂板情況，可適當調整錨索角度，與頂板垂線夾角不得超過20°，保證錨索施工質量。

幫部采用錨網梯支護，鋪設金屬菱形網，錨索規格：φ 17.8 mm×4 200 mm，錨索間排距900 mm×900 mm，每排4根，均垂直幫部打設。每根錨索使用2支Z2350型樹脂錨固劑錨固。預緊力不小于150 kN，錨索外露長度150～250 mm。回撤通道支護斷面圖及幫部支護如圖1所示。

圖1 回撤通道支護斷面圖及幫部支護示意圖

6 錨索支護流程

準備工作—點眼、打眼—清理鉆孔—逐支裝入錨固劑—安裝、錨固錨索(上錨索托盤及索具)—用張拉泵預緊錨索。錨索安裝要求如下。

1)鉆眼機具：MQT-130錨桿機、ZQS-60/2.0風動手持式鉆機。

2)打錨索眼：按設計要求定準眼位，按要求打夠眼深，孔深與錨索長度相匹配。

3)送樹脂錨固劑：向錨索孔裝入樹脂錨固劑，用錨索將錨固劑推入孔底。

4)攪拌錨固劑：用攪拌器連接錨索與鉆機，打開錨桿機或手持式煤幫機控制扳機，緩推猛攪，將錨索注至設計深度。當錨索到達眼底時，將扳機開到最大，攪拌20～35 s，以確保樹脂完全混合，嚴禁再使用錨桿機或手持式煤幫機進行點動。

5)緊固錨索：等待480 s后，上錨索梁、托盤和索具，用MQ18-320/63、MQ22-320/63型礦用風動錨索張拉機具張緊錨索。