淺談孤島采煤工作面巷道頂板管理及支護方式

陳小俊

摘 要：對唐安煤礦采煤孤島面的生產(chǎn)實踐進行介紹，總結(jié)并提出孤島面回采期間對動壓區(qū)存在問題的解決辦法和存在隱患的預防性措施。即采用巷道擴幫、挑底，超前支護、端頭支護密集支護的方式，有效地緩解孤島采煤工作面運輸順槽和回風順槽巷道頂部、幫部的收斂變形，并通過轉(zhuǎn)載機平槽的延長加快回采進度。

關鍵詞：孤島工作面 頂板壓力 支護方式 預防措施

中圖分類號：TD327.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-036-02

唐安煤礦3403工作面位于：掌握村北，章莊季節(jié)河南，地表為丘陵地帶且被黃土覆蓋，無任何建筑物。井下位于752水平四盤區(qū)，地面標高963-1043，井下標高710-730，南面為盤區(qū)專用回風大巷、軌道運輸大巷和皮帶運輸大巷，東面為3404工作面（已采），西面為3402工作面（已采），北面為實體煤，3403工作面和相鄰已采的兩個工作面中間各留有20m保安煤柱。3403工作面走向長度為1085米，傾斜長度為175米。工作面煤層情況：煤層厚度為5.7米，煤層結(jié)構(gòu)單一，煤層傾角0-5按籩魯誓媳弊呦潁榷ǔ潭任榷?。?/p>

1 孤島面的形成及頂板管理難度

所謂孤島面就是兩側(cè)相鄰面均已先開采，然后最后開采的這個面就叫孤島面。此面的特點是被四周采空區(qū)壓力圍攻，受采空區(qū)和工作面回采雙重壓力的影響，巷道破壞和收斂變形十分嚴重。壓力突出表現(xiàn)是工作面煤幫往外附近20米左右頂板下沉量大，煤幫擠壓明顯，底鼓嚴重，傳統(tǒng)的木支護、鋼棚支護巷道將被嚴重摧毀，幾乎無法正常組織生產(chǎn)，就是最先進的錨桿錨網(wǎng)支護仍然不能有效抑制巷道變形，從唐安礦3403孤島工作面的巷道變形量收集統(tǒng)計，變形最嚴重時，巷道斷面縮小為不足原來的2/3，這種強烈的變形無論對安全生產(chǎn)管理還是通風管理都帶來了較大的難度。再加上孤島工作面回采經(jīng)驗的匱乏，給我礦的安全高效生產(chǎn)帶來了諸多因素的影響。

2 相關措施

2.1 巷道頂板支護

（1）采用單體柱加 形鋼梁支護，并將原選用的DW3.15型金屬單體液壓支柱改用DW35-300/110X型懸浮式金屬單體液壓支柱。

（2）進風順槽超前支護由原來的30米增加到≥100米。超前支護采用3.3米鋼梁一梁三柱支護，排距≤大于0.6米。轉(zhuǎn)載機跑道后，距工作面20米范圍內(nèi)采用一梁四柱支護，排距≤0.6米，同時，根據(jù)頂板實際壓力情況，縮小間距、排距，并加強支護密度，增加其支護強度。

（3）回風順槽超前支護由原來的30米增加到≥100米。采用3.2米鋼梁一梁四柱支護，排距≤0.6米，根據(jù)實際情況，同時可縮小間距、排距，并加強支護密度，增加其支護強度。

單體柱間距：運輸順槽中運輸設備兩側(cè)各兩根支柱，柱間距根據(jù)現(xiàn)場具體條件靈活調(diào)整；回風順槽由于無設備支柱時盡量等間距布置。

單體柱排距：工作面開采初期排距600mm？00mm，之后根據(jù)實際情況，可調(diào)整加密支護效果。

（4）由于頂板壓力過大，原有的 15.24？500錨索達不到支護要求，則進、回風順槽在錨桿、錨索支護原有的基礎上，進行了錨索補強支護。原錨索采用間隔一排支護一排布置形式，單根錨索直徑規(guī)格： 15.24？500。頂板每逢布置的單根錨索處增加一排錨索，每排2根；在原有兩根錨索的基礎上增加一根錨索；頂板錨索布置在原有支護的基礎上形成了錨索“二·三”布置形式。補加錨索規(guī)格： 22？200；預緊力100-150KN。

2.2 巷道兩幫支護

由于3403進風巷巷道幫鼓嚴重，斷面受壓力影響在原有基礎上縮小了1/3，從而導致本隊運輸設備無法正常移動，嚴重制約安全生產(chǎn)。

（1）在原有鋼帶的基礎上，按照每排增加3根直徑為20毫米，長度為2.2米的高強度錨桿進行補強支護。

（2）由于一段時間周期來壓嚴重導致巷道人行側(cè)距工作面10米內(nèi)變形嚴重，影響人員通行和支護材料無法正常外運等，特對這段距離的煤幫進行了以下處理：1）對巷道煤幫進行擴幫，防止煤幫受壓鼓出后將單體液壓支柱扛彎變形；2）加強支護減小了巷道頂部、幫部變形程度，保證了巷道行人的暢通；3）巷道斷面得到了有效控制，不影響人員通行和支護材料正常外運；4）巷道斷面縮小得到了控制，保證了工作面足夠的供風量，對生產(chǎn)過程中瓦斯管理起到了很好效果。

2.3 針對巷道底鼓處理

3403進風巷為沿煤層底板掘進巷道，頂板壓力過大，導致底鼓情況嚴重，巷道原掘進高度有2.7米，受壓力影響底鼓50cm左右， 高度只有2.1-2.2米，嚴重制約著運輸設備的正常移動。為了使本隊安全生產(chǎn)工作順利展開，特對巷道底板進行了以下處理：

（1）挑底工作采用爆破，風鎬配合作業(yè)。施工后，保證巷道高度不低于2.8米，挑底寬度必須要保證移動配電點、轉(zhuǎn)載機及破碎機能順利移過。

（2）挑底過程中，巷道底板要平直，按原有坡度進行作業(yè)，不得出現(xiàn)底板突變情況。

（3）人行側(cè)每排液壓柱采用底靴由鋼板焊接成槽型結(jié)構(gòu)，參數(shù)為：長1000（750）mm卓？50mm 贅？0mm綴？0mm。受空間限制的位置可按具體條件制作。柱鞋成“一”字型排列，非人行側(cè)每根液壓柱穿厚20mm？00mm？00mm的柱鞋進行支護。

3 結(jié)束語

唐安煤礦通過采用上述加強頂板支護綜合管理辦法，在3403綜放孤島工作面回采過程中很有效地控制了運輸順槽和回風順槽巷道頂部、幫部以及巷道底部的變形程度，為安全、高效、均衡生產(chǎn)提供了極其寶貴的時間，從而保證了全礦年度安全工作、生產(chǎn)任務的順利完成，同時也為以后的孤島工作面回采提供了極其寶貴的經(jīng)驗。