煤礦綜放工作面末采期間生產(chǎn)技術(shù)探析

褚乾鑫

（汾西礦業(yè)安監(jiān)局，山西 介休 032000）

綜放開(kāi)采工藝是厚煤層常用技術(shù)手段，受到一次開(kāi)采厚度大因素影響，綜放開(kāi)采工作面礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)度一般較大，從而給回采巷道以及采煤頂板管理帶來(lái)一定影響[1-2]。采煤末采是實(shí)現(xiàn)綜放工作面安全收尾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般情況下綜放工作面末采期間通過(guò)不放頂煤方式降低礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)度，為回撤通道以及采煤內(nèi)頂板管理創(chuàng)造良好應(yīng)力環(huán)境[3-4]。不同礦井由于開(kāi)采的煤層復(fù)賦存條件、生產(chǎn)管理水平等差異，導(dǎo)致綜放工作面末采期間生產(chǎn)技術(shù)各有差別。文中即以山西某礦90506 綜放工作面為工程實(shí)例，對(duì)末采期間生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行分析探討。

1 工程概況

90506 綜放工作面位于北翼5 采區(qū)中部，主要開(kāi)采9 號(hào)煤層，煤層厚度5.9 m、傾角5°～10°，采放比為1∶1.5。9 號(hào)煤層賦存較為穩(wěn)定，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)的無(wú)煙煤，頂?shù)装鍘r性以砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖為主。

90506 綜放工作面位于DF05 斷層上盤(pán)，采面走向長(zhǎng)度、傾向長(zhǎng)度分別為500 m、230 m。工作面回采時(shí)使用到的綜放設(shè)備主要為MG 300/700-WD 采煤機(jī)、SGZ-830/800 刮 板 機(jī)、ZF6000/18/36D 支 架、DSJ1200/150/2×250 皮帶機(jī)，工作面推進(jìn)采用采一放一生產(chǎn)工藝，推進(jìn)速度平均3.2 m/d。

2 綜放工作面礦壓顯現(xiàn)分析

在90506 綜放工作面回采期間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)工作面頂板初次來(lái)壓、周期來(lái)壓步距均穩(wěn)定在12～15 m，在采面來(lái)壓期間液壓支架工作阻力較小，一般介于3 000～3 590 kN。工作面開(kāi)采的9 號(hào)煤層上覆巖層為砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖等導(dǎo)致，隨著采面開(kāi)采頂板巖層可及時(shí)垮落。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，工作面回采期間礦壓顯現(xiàn)不明顯。

為了掌握采面超前支承壓力影響范圍以及影響程度，在回采巷道內(nèi)布置壓力計(jì)對(duì)超前支護(hù)用的單體支柱阻力變化情況進(jìn)行測(cè)定。在1～4 號(hào)單體上布置壓力計(jì)，具體單體工作阻力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1 所示。

表1 單體工作阻力測(cè)定結(jié)果

從表2 看出，90506 綜放工作面前方超前支承壓力分布隨著與采面間距縮小呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)；通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)采前超前支撐壓力影響范圍為超前采面20 m 位置，其中應(yīng)力峰值位置位于采面前方5.5～7.5 m 范圍內(nèi)。

3 采面末采技術(shù)

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

采面回采巷道斷面均為梯形，為了確保回采巷道圍巖穩(wěn)定，采用組合錨索、12 號(hào)工字鋼以及墊片等對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。每組錨索懸吊5 排棚梁。支護(hù)使用的頂錨索、巷幫錨索規(guī)格分別為Φ17.8 mm×9 300 mm、Φ17.8 mm×5 300 mm。待采面運(yùn)輸巷內(nèi)帶式輸送機(jī)等設(shè)備回撤完畢后，使用型號(hào)DW-35 單體對(duì)巷道頂板、巷幫等進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。

在采面與停采線間距60 m 時(shí)，上述巷道錨網(wǎng)索支護(hù)必須施工完成；待采面回采至停采線位置時(shí)單體需布置完成。

3.2 采面末采工藝

采面末采期間回采工藝為：回收護(hù)幫幫、金屬網(wǎng)→采煤機(jī)割煤→液壓支架移架→推移刮板輸送機(jī)→伸出支架護(hù)幫板→聯(lián)網(wǎng)→回收護(hù)幫幫、金屬網(wǎng)。

采面回采至與停采線間距16 m 時(shí)進(jìn)入到末采階段，在末采階段為降低礦壓顯現(xiàn)對(duì)回撤通道以及采區(qū)回采巷道穩(wěn)定性影響，在此過(guò)程不放頂煤。末采階段采面共計(jì)割20 刀，采煤機(jī)截割第一刀后即開(kāi)始在頂梁上鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)。具體末采階段開(kāi)采工藝為：

在末采期割第一刀前沿著采面傾斜方向鋪設(shè)長(zhǎng)度2 寸鋼管（長(zhǎng)度共計(jì)230 m），并在鋼管上部鋪設(shè)金屬網(wǎng)，鋪設(shè)的金屬網(wǎng)（長(zhǎng)、寬分別為10 m、0.8 m，網(wǎng)孔大小為50 mm×50 mm）長(zhǎng)邊、短邊搭接長(zhǎng)度分別為100 mm、200 mm，并間隔100 mm 用聯(lián)網(wǎng)絲將金屬網(wǎng)與鋼管綁扎固定。為確保采面推進(jìn)過(guò)程中金屬網(wǎng)、鋼管等可順利上量，在支架前梁位置垂直頂板按照5 m間距施工一排錨索（規(guī)格Φ17.8 mm×5 300 mm）。

采面割第二刀煤時(shí)開(kāi)始沿采面鋪設(shè)第二道金屬網(wǎng)，上層金屬網(wǎng)超前下層金屬網(wǎng)寬度的1/2，并間隔100 mm 用雙股鐵絲綁扎連接；聯(lián)網(wǎng)時(shí)近鄰的兩排金屬網(wǎng)短邊搭接口應(yīng)錯(cuò)開(kāi)300～400 mm；采面割第三刀時(shí)在采面液壓支架頂梁金屬網(wǎng)上掛Φ28 mm 鋼絲繩，每割一刀掛一根鋼絲繩；鋼絲繩兩端固定到回采巷道頂板錨索上，鋼絲繩間隔800 mm 鋪設(shè)一根，在末采期間共計(jì)施工17 道鋼絲繩；采面割第14 時(shí)（即采面與停采線間距為4.8 m），開(kāi)始在液壓支架頂梁前端施工一排頂錨索，直至停采線位置共計(jì)施工6排；采面從割煤15 刀開(kāi)始進(jìn)入到回撤通道施工過(guò)程，在15 刀割煤完成后即拆除液壓支架與刮板輸送機(jī)連接頭，期間使用單體推移刮板輸送機(jī)，在采煤機(jī)割一刀煤后即在頂板上施工一排頂錨索，割完最后一刀煤后在頂板、巷幫位置同時(shí)施工錨索對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)使用單體支柱對(duì)頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。

3.3 回采巷道加固

在采面回采巷道兩幫位置分別布置一排單體支柱控制巷幫以及頂板變形。在采面末采期間巷道圍巖始終保持穩(wěn)定，可滿足綜放設(shè)備回撤需要。具體巷道加固現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖1 所示。

圖1 巷道加固現(xiàn)場(chǎng)圖

4 結(jié)語(yǔ)

采面在末采期間回采巷道、采面頂板始終保持穩(wěn)定，采煤機(jī)截割形成的回撤通道可滿足綜放設(shè)備回撤需要?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，90506 綜放工作面采用的末采工藝合理，可滿足采面煤炭高效生產(chǎn)需要。