不規(guī)則綜放工作面縮面期間回撤切眼頂板控制技術(shù)

摘 要：以井工二礦29211不規(guī)則綜放工作面為工程背景，介紹了工作面首次縮面期間回撤切眼頂板控制技術(shù)。應(yīng)用效果表明：該技術(shù)成功的解決了不規(guī)則綜放工作面縮面工程量大、工序繁雜、頂板不易控制等難題，順利完成了首次縮面工程，有效的提高了資源回采率。

關(guān)鍵詞：不規(guī)則；綜放工作面；縮面技術(shù)；頂板控制

平朔集團(tuán)井工二礦是一座年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)的特大型現(xiàn)代化礦井。但由于早期受小窯破壞影響，該礦二、三采區(qū)煤層破壞嚴(yán)重，可采走向長(zhǎng)度縮短，可采儲(chǔ)量減少。為了避開小窯采空區(qū)影響，盡可能多的回收資源，提高礦井服務(wù)年限，礦井技術(shù)人員設(shè)計(jì)了29211不規(guī)則綜放工作面。該工作面靠近小窯采區(qū)側(cè)的輔運(yùn)順槽共有6處拐彎，回采期間工作面需縮面2次、延面1次。首次縮面期間，工作面長(zhǎng)度縮至115m，將面臨回撤難度大、回撤工序復(fù)雜、頂板不易控制等難題。因此，如何解決上述問(wèn)題，對(duì)于增加礦井可采資源，實(shí)現(xiàn)安全高效開采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

29211不規(guī)則工作面推進(jìn)長(zhǎng)度1522m，工作面安裝切眼設(shè)計(jì)長(zhǎng)度315m，布置ZP10000/27/37型排頭支架8架、ZG10000/23/37型過(guò)渡支架4架、ZF10000/23/37型中間支架201架，初采期間工作面內(nèi)共安裝液壓支架213架。當(dāng)工作面安裝完畢出切眼推進(jìn)至387m時(shí)將遇到首次縮面，即工作面長(zhǎng)度由315m縮至200m，回撤切眼巷道長(zhǎng)度為115m，支架由213架減少為136架，回撤支架77架。

工作面采用傾斜長(zhǎng)壁后退式全部垮落綜合機(jī)械化放頂采煤法，機(jī)采高度3.3m，放煤高度9.1m，所采煤層為石炭系上統(tǒng)太原組9#煤層，厚度9.82～14.29m，平均12.4m，煤層傾角1.3～3.6°，平均2.3°。直接頂以泥巖、砂巖為主，平均厚3.4m，呈黑褐色，薄層狀泥質(zhì)結(jié)構(gòu)；老頂主要是粗砂巖，平均厚度1.8m，厚層狀粗粒砂狀結(jié)構(gòu)成分；直接底以泥巖、砂質(zhì)泥巖類為主。

2 回撤切眼頂板控制技術(shù)及效果

2.1 超前支承壓力控制

采動(dòng)引起的超前支承壓力是影響回撤切眼頂板控制的主要因素之一。通過(guò)對(duì)29211工作面日常礦壓觀測(cè)可知，超前支承壓力影響范圍在工作面煤壁前方80m，尤其在煤壁前10～30m受采動(dòng)影響顯現(xiàn)明顯。

控制措施：

（1）工作面至回撤通道位置前30m時(shí)加快推進(jìn)度，不放煤。

（2）避開工作面頂板周期來(lái)壓，撤架時(shí)選擇在頂板來(lái)壓剛過(guò)，圍巖相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期?？s面前撤架位置最好處在來(lái)壓后的0.3～0.8倍的周期來(lái)壓步距范圍內(nèi)，即4.53～12.08m（周期來(lái)壓步距平均15.1m）。

2.2 回撤切眼加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

回撤切眼受采動(dòng)應(yīng)力影響較大，為保證工作面撤架的順利的進(jìn)行，需要加強(qiáng)支護(hù)。決定采用錨網(wǎng)索鋼帶+架棚+木垛的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。頂錨桿Φ22mm×2400mm左旋螺紋鋼，間排距900×1000mm，每排布置6根頂錨桿，并在支架頂梁上方補(bǔ)打2跟頂錨桿，每排共8根。幫支護(hù)采用φ18mm×1700mm圓鋼錨桿，每排3根，間排距1200mm×1000mm。錨索采用φ17.8mm×13000mm鋼絞線，每排布置3根，間排距1800mm×1800mm，并補(bǔ)打1排與頂板夾角15度的加強(qiáng)錨索，排距1800mm，每排共計(jì)4根。

架棚支護(hù)：在支架頂梁處架4.8m長(zhǎng)花邊梁，“一梁三柱”布置形式，第一排單體靠采空區(qū)側(cè)梁頭0.3m處，第二排單體靠采空區(qū)側(cè)1.3m，第三排單體距巷幫0.25m處，棚距1.5m。同時(shí)，靠工作面采空區(qū)側(cè)每隔1.5m打木垛，材料為1.2m長(zhǎng)道木。

2.3 置換區(qū)域頂板控制

（1）科學(xué)組織、控制推進(jìn)步距：工作面支架前梁端頭距縮面切眼煤壁4.2m時(shí)停止移架，將前部溜子推移頭銷子取掉，液壓支架停止移動(dòng)，用3.5m的液壓?jiǎn)误w推動(dòng)溜子向前移動(dòng)，每次推移0.8m。

（2）置換區(qū)域自四角門向下6架需支護(hù)，即15×14m（長(zhǎng)×寬）范圍內(nèi)采用錨網(wǎng)索鋼帶聯(lián)合支護(hù)。具體參數(shù)：端頭架置換處距縮面切眼煤壁線14m處布置壓茬鋼帶兩根，每根鋼帶3根錨索，鋼帶排距800mm，錨索排距800mm，間距1800mm；錨索采用Φ17.8mm×10300mm的鋼絞線，保證錨索在堅(jiān)硬頂板巖石里1500mm以上；每個(gè)錨索鉆孔安裝1根K2335和2根Z2360樹脂錨固劑。

2.4 頂板控制效果

通過(guò)在回撤切眼內(nèi)布置測(cè)點(diǎn)，對(duì)回撤切眼內(nèi)頂板下沉量和掩護(hù)支架的實(shí)際承載壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)：

（1）縮面期間，液壓支架沒(méi)有發(fā)生被壓死現(xiàn)象，回撤切眼內(nèi)頂板下沉量95～788mm，平均下沉量為520mm，最大下沉量788mm，下沉速度為45～171mm/d，平均下沉速度為121mm/d。

（2）縮面期間，通過(guò)對(duì)回撤切眼內(nèi)支架阻力的監(jiān)測(cè)可知，頂板壓力置換區(qū)域最大，支架工作阻力均值為9422.8kN，占支架阻力額定值的94.2%，支架阻力利用率高，能滿足回撤切眼頂板支護(hù)強(qiáng)度要求。

3 結(jié)語(yǔ)

29211不規(guī)則工作面首次縮面工程歷時(shí)9天完成，直接推過(guò)115m長(zhǎng)的回撤切眼，用已經(jīng)形成的輔運(yùn)巷道（回撤切眼）做支架回撤通道，攻克了縮面端頭過(guò)渡架、排頭架、后部運(yùn)輸機(jī)尾相應(yīng)空間頂板控制的技術(shù)難題，順利實(shí)現(xiàn)了縮面，保障了工作面正?；夭山永m(xù)。本次縮面工程，多采煤量約75萬(wàn)噸，成功避開了小窯采空區(qū)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為礦井安全開采創(chuàng)造了良好條件。

作者簡(jiǎn)介：

李馨（1986-），男，山西朔州人，助理工程師，2010畢業(yè)于河南理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)任在井工二礦綜采隊(duì)工作。