無煤柱結束工作面技術研究與應用

任耀庭

（冀中能源峰峰集團有限公司新三礦，河北邯鄲056200）

1 引言

新三礦162706工作面煤層走向N20oW-N53oW，傾向NE，煤層厚度平均5.2m，煤層較穩(wěn)定。因受f2斷層影響，斷層頂板交面線往下盤方向約15m范圍內煤層變薄，該范圍內平均煤厚約3.1m。工作面平均埋深447m，直接頂為砂質頁巖，老頂為中粒砂巖，工作面走向315m，傾斜長度平均75m，煤層傾角6°，可采儲量16.2萬噸。以往工作面結束均采用保留煤柱形式進行結束，工作面在距聯(lián)絡巷或集中回風巷20m左右位置結束，既不安全又浪費煤炭資源，此次無煤柱結束工作面技術是在以往沿空留巷技術基礎上。根據(jù)2706工作面頂板特點以及以往經(jīng)驗進行可行性分析，決定在新三礦162706工作面實施無煤柱結束工作面技術，可大大提高煤炭回收率和提高工作面結束期間的安全系數(shù)，通過頂板預加固，使得工作面結束期間頂板得到有效支撐，為拆除設備提供了安全保證。

2 工作面結束聯(lián)絡巷加固設計

為了保證工作面能夠正常推到聯(lián)絡巷，在工作面距聯(lián)絡巷不小于50m時，提前對聯(lián)絡巷進行加固支護。162706聯(lián)絡巷下幫鋼帶端頭和距鋼帶端頭1.1m位置打設兩排錨索并用工字鋼連鎖，間距0.6m。工字鋼采用長2.6m，孔距1.1m，錨索采用長度10m，直徑21.6mm的低延伸率鋼絞線。聯(lián)絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體對頂板加強支護，單體間距1m。工作面距離聯(lián)絡巷7m時，開始上網(wǎng)上繩。待工作面和聯(lián)絡巷推透后伸縮梁全部伸出護頂，支架前梁距聯(lián)絡巷上幫1～1.5m時，停止移支架，開始拆除工作面設備，進行出支架工作。

工作面結束出支架直接在聯(lián)絡巷中進行。為了保證聯(lián)絡巷能夠承受采動帶來的壓力影響，為完成此項技術工程順利進行，我們準備分二個階段來完成工作面的結束。第一階段：工作面聯(lián)絡巷進行加固。聯(lián)絡巷長度75m，聯(lián)絡巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補齊錨索進行加固，排距1.3m，聯(lián)絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體。第二階段：工作面結束后進行出支架工作，隨著支架外運，支架正上頂網(wǎng)隨頂板下垂成為擋砟網(wǎng)，可擋住正后老空區(qū)砟，提高工作面結束安全性。

3 工作面推透聯(lián)絡巷措施

工作面推至距聯(lián)絡巷下幫2m時，支架必須割一拉一維護頂板，煤壁片幫地點提前用長度適合、中厚不小于18cm的板梁維護頂板。距聯(lián)絡巷下幫2m處理聯(lián)絡巷下幫外露錨桿，首先將錨桿螺母去掉卸錨桿盤，然后使用支架液壓頂鎬或手動葫蘆配合150鏈條、錨蘭、螺絲（上滿扣）將錨桿拔出，嚴禁機組硬割錨桿。作業(yè)期間，無關人員閃開工作地點5m外。聯(lián)絡巷與工作面透前，如果頂板壓力較大片幫掉砟嚴重，停止機組割煤，采用人工擴幫挑板梁方式推進，擴幫使用風鎬戳或手鎬刨，嚴禁放炮。

聯(lián)絡巷內改點柱超前機組距離不小于15m，改點柱排距0.5m，兩排單體交替改打。人員進入煤幫改點柱，必須先做好安全確認，遵循“先支后回”原則，即：超前待改點柱不小于5.0m打設臨時支護，再改回煤幫側點柱。施工人員到煤幫側施工，必須通知前溜司機、機組司機將開關停電閉鎖、掛牌上鎖，并摘掉機組離合。聯(lián)絡巷網(wǎng)兜地點提前放掉，防止支架進入聯(lián)絡巷后高度不夠；底板不平順或低洼段隨平整，保證支架能正常前移。

工作面架頭進入聯(lián)絡后仍按照結束上網(wǎng)標準鋪設雙層塑料，沿走向鋪設長度不小于3m，用于工作面出支架后作擋砟網(wǎng)隔離采空區(qū)。拉移支架期間，嚴禁任何人員從聯(lián)絡巷內行走，必須經(jīng)支架操作人員做好安全確認后方可通過。支架進入聯(lián)絡巷后，機組將底板掃平，向前拉移支架至支架前梁距聯(lián)絡巷上幫1～1.5m時停止前進，開始拆除工作面設備。

4 實施過程

①162706聯(lián)絡巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補齊錨索，排距1.3m。錨索采用φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，聯(lián)絡巷下幫兩排錨索配合工字鋼使用。工字鋼采用長2.6m，孔距1.1m，錨索采用長度10m，直徑21.6mm的低延伸率鋼絞線；聯(lián)絡巷打錨索完成后，在下幫打設兩排單體，間排距1m，單體頂在鋼帶或墊木塊頂在頂板上。木塊二面平，規(guī)格為：長 300mm，寬 120～150mm，高 100～150mm。打設單體時，必須掛線，保持單體呈直線，單體必須與支護地點高度符合。單體迎山有勁，穿好鐵鞋防止單體鉆底，使用聯(lián)網(wǎng)繩拴牢柱頭。單體初撐力不低于11.5MPa，必須指派專人進行檢查，對初撐力不足的進行二次注液。

②質量要求：頂錨桿采用φ20mm，L＝2000mm左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿；采用樹脂錨固劑端頭錨固，每根錨桿使用1支ck2360型錨固劑，錨固長度不小于600mm，錨桿安裝時錨固劑攪拌時間為20s，凝固5min后上托盤。錨桿安裝時錨固劑攪拌時間為20s，凝固5min后上托盤。錨桿托盤由廢舊U鋼制作，規(guī)格：130×130×10mm（長×寬×厚），中孔 φ23mm。錨桿的預緊力矩不得低于150N·m。錨桿外露長度為10～40mm。錨索為φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，托盤為：長×寬×厚=260mm×260mm×16mm鋼托盤或廢U鋼制做的大鐵托盤，托盤孔徑為23mm。錨索為φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線，托盤為：長×寬×厚=130mm×130mm×10mm廢U鋼制做的小鐵托盤，托盤孔徑為23mm。錨索采用端頭錨固，每根錨索配備2支ck2360型樹脂錨固劑，錨固長度不小于1.5m。錨索外露長度為150～250mm。錨索張拉預緊力不小于30MPa。

③主要安全技術措施：施工前及施工過程中必須對施工地點進行審幫問頂，及時將施工范圍內頂、幫的活砟危巖找凈。找頂、幫工作要由有經(jīng)驗的老工人擔任，倆人配合作業(yè)一人找頂，一人觀頂。審幫問頂時，工作人員要使用專用找頂工具，站在支護完好的安全地點下，由輕而重，先頂后幫，由外向里逐漸進行。找頂期間，后路必須保證暢通無阻，出現(xiàn)危險時，能順利、迅速的撤離至安全地點。行人通過挑頂區(qū)域時，必須與施工人員聯(lián)系好，在得到施工人員許可后方可通行，否則不得通過。施工過程中要保護好施工地點的電纜、信號線、風水管路。施工過程中要經(jīng)常檢查風水管線各接口，確保連接牢固有效，不得使用鐵絲等代替專用U型銷，嚴禁插單銷。不用的風動設備應及時將上級風水閥門關閉，避免出現(xiàn)管線傷人。施工時，要與皮帶、溜子司機聯(lián)系好，將皮帶、溜子停電閉鎖。具體方法是施工前班長通知皮帶、溜子司機，由皮帶、溜子司機負責將皮帶、溜子停電閉鎖，由施工人員將該皮帶、溜子上鎖并攜帶鑰匙，當班施工結束恢復時，與此相反。施工人員搬運物料等施工時做好安全確認，相互照應好，避免磕手碰腳。

5 經(jīng)濟效益和效果分析

大大提高了資源回收率。留巷可實現(xiàn)無煤柱護巷開采，減少一條區(qū)段保護巷煤柱，提高煤炭資源回收率，實現(xiàn)了煤柱全部回收，比原定計劃多回收煤柱20m，此段巷道可直接創(chuàng)效326.2萬元。并且改變了以往出支架頂板隨即下沉影響安全的情況出現(xiàn)，提高了工作面結束安全系數(shù)和施工效率，解決了長久以來結束工作面頂板管理困難、容易出頂板事故的局面。