無(wú)煤柱結(jié)束工作面技術(shù)研究與應(yīng)用

任耀庭

【摘 要】礦井工作面結(jié)束以后為了保護(hù)周?chē)锏?，往往采區(qū)留設(shè)區(qū)段保護(hù)煤柱的方式結(jié)束，雖然客觀上對(duì)巷道有一定的保護(hù)作用，但是對(duì)煤炭資源回收以及出支架期間頂板管理十分不利，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和技術(shù)改革，實(shí)現(xiàn)了無(wú)煤柱結(jié)束工作面，并提高了工作面拆除支架期間頂板的可靠性。

【Abstract】After the working face of the mine is finished， in order to protect the surrounding laneway， the way of retaining the section to protect the coal pillar is often adopted. Although it has a certain protective effect on the roadway， it is very unfavorable to the recovery of coal resources and the management of the roof during the period of the support. After a long period of practice and technical reform， the working face ending without coal pillar has been realized，and it improves the reliability of the roof of the working face during dismantling the support.

【關(guān)鍵詞】無(wú)煤柱結(jié)束；頂板預(yù)加固；煤炭回收率

【Keywords】 ending without coal pillar； roof pre- reinforcement； recovery rate of the coal

【中圖分類(lèi)號(hào)】TD263.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）03-0183-02

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(xiàn)往下盤(pán)方向約15m范圍內(nèi)煤層變薄，該范圍內(nèi)平均煤厚約3.1m。工作面平均埋深447m，直接頂為砂質(zhì)頁(yè)巖，老頂為中粒砂巖，工作面走向315m，傾斜長(zhǎng)度平均75m，煤層傾角6°，可采儲(chǔ)量16.2萬(wàn)噸。以往工作面結(jié)束均采用保留煤柱形式進(jìn)行結(jié)束，工作面在距聯(lián)絡(luò)巷或集中回風(fēng)巷20m左右位置結(jié)束，既不安全又浪費(fèi)煤炭資源，此次無(wú)煤柱結(jié)束工作面技術(shù)是在以往沿空留巷技術(shù)基礎(chǔ)上。根據(jù)2706工作面頂板特點(diǎn)以及以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行可行性分析，決定在新三礦162706工作面實(shí)施無(wú)煤柱結(jié)束工作面技術(shù)，可大大提高煤炭回收率和提高工作面結(jié)束期間的安全系數(shù)，通過(guò)頂板預(yù)加固，使得工作面結(jié)束期間頂板得到有效支撐，為拆除設(shè)備提供了安全保證。

2 工作面結(jié)束聯(lián)絡(luò)巷加固設(shè)計(jì)

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

工作面結(jié)束出支架直接在聯(lián)絡(luò)巷中進(jìn)行。為了保證聯(lián)絡(luò)巷能夠承受采動(dòng)帶來(lái)的壓力影響，為完成此項(xiàng)技術(shù)工程順利進(jìn)行，我們準(zhǔn)備分二個(gè)階段來(lái)完成工作面的結(jié)束。第一階段：工作面聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行加固。聯(lián)絡(luò)巷長(zhǎng)度75m，聯(lián)絡(luò)巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補(bǔ)齊錨索進(jìn)行加固，排距1.3m，聯(lián)絡(luò)巷打錨索完成后，在下幫打設(shè)兩排單體。第二階段：工作面結(jié)束后進(jìn)行出支架工作，隨著支架外運(yùn)，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(jié)束安全性。

3 工作面推透聯(lián)絡(luò)巷措施

工作面推至距聯(lián)絡(luò)巷下幫2m時(shí)，支架必須割一拉一維護(hù)頂板，煤壁片幫地點(diǎn)提前用長(zhǎng)度適合、中厚不小于18cm的板梁維護(hù)頂板。距聯(lián)絡(luò)巷下幫2m處理聯(lián)絡(luò)巷下幫外露錨桿，首先將錨桿螺母去掉卸錨桿盤(pán)，然后使用支架液壓頂鎬或手動(dòng)葫蘆配合150鏈條、錨蘭、螺絲（上滿(mǎn)扣）將錨桿拔出，嚴(yán)禁機(jī)組硬割錨桿。作業(yè)期間，無(wú)關(guān)人員閃開(kāi)工作地點(diǎn)5m外。聯(lián)絡(luò)巷與工作面透前，如果頂板壓力較大片幫掉砟嚴(yán)重，停止機(jī)組割煤，采用人工擴(kuò)幫挑板梁方式推進(jìn)，擴(kuò)幫使用風(fēng)鎬戳或手鎬刨，嚴(yán)禁放炮。

聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)改點(diǎn)柱超前機(jī)組距離不小于15m，改點(diǎn)柱排距0.5m，兩排單體交替改打。人員進(jìn)入煤幫改點(diǎn)柱，必須先做好安全確認(rèn)，遵循“先支后回”原則，即：超前待改點(diǎn)柱不小于5.0m打設(shè)臨時(shí)支護(hù)，再改回煤幫側(cè)點(diǎn)柱。施工人員到煤幫側(cè)施工，必須通知前溜司機(jī)、機(jī)組司機(jī)將開(kāi)關(guān)停電閉鎖、掛牌上鎖，并摘掉機(jī)組離合。聯(lián)絡(luò)巷網(wǎng)兜地點(diǎn)提前放掉，防止支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)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(jìn)入聯(lián)絡(luò)后仍按照結(jié)束上網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)雙層塑料，沿走向鋪設(shè)長(zhǎng)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(yán)禁任何人員從聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)行走，必須經(jīng)支架操作人員做好安全確認(rèn)后方可通過(guò)。支架進(jìn)入聯(lián)絡(luò)巷后，機(jī)組將底板掃平，向前拉移支架至支架前梁距聯(lián)絡(luò)巷上幫1～1.5m時(shí)停止前進(jìn)，開(kāi)始拆除工作面設(shè)備。

4 實(shí)施過(guò)程

①162706聯(lián)絡(luò)巷原錨索“三三”隔帶布置，按“三三”逐帶補(bǔ)齊錨索，排距1.3m。錨索采用φ21.6mm，L=10m的低延伸率鋼絞線(xiàn)，聯(lián)絡(luò)巷下幫兩排錨索配合工字鋼使用。工字鋼采用長(zhǎng)2.6m，孔距1.1m，錨索采用長(zhǎng)度10m，直徑21.6mm的低延伸率鋼絞線(xiàn)；聯(lián)絡(luò)巷打錨索完成后，在下幫打設(shè)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(zhǎng)300mm，寬120～150mm，高100～150mm。打設(shè)單體時(shí)，必須掛線(xiàn)，保持單體呈直線(xiàn)，單體必須與支護(hù)地點(diǎn)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(zhuān)人進(jìn)行檢查，對(duì)初撐力不足的進(jìn)行二次注液。

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

③主要安全技術(shù)措施：施工前及施工過(guò)程中必須對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行審幫問(wèn)頂，及時(shí)將施工范圍內(nèi)頂、幫的活砟危巖找凈。找頂、幫工作要由有經(jīng)驗(yàn)的老工人擔(dān)任，倆人配合作業(yè)一人找頂，一人觀頂。審幫問(wèn)頂時(shí)，工作人員要使用專(zhuān)用找頂工具，站在支護(hù)完好的安全地點(diǎn)下，由輕而重，先頂后幫，由外向里逐漸進(jìn)行。找頂期間，后路必須保證暢通無(wú)阻，出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)，能順利、迅速的撤離至安全地點(diǎn)。行人通過(guò)挑頂區(qū)域時(shí)，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(guò)。施工過(guò)程中要保護(hù)好施工地點(diǎn)的電纜、信號(hào)線(xiàn)、風(fēng)水管路。施工過(guò)程中要經(jīng)常檢查風(fēng)水管線(xiàn)各接口，確保連接牢固有效，不得使用鐵絲等代替專(zhuān)用U型銷(xiāo)，嚴(yán)禁插單銷(xiāo)。不用的風(fēng)動(dòng)設(shè)備應(yīng)及時(shí)將上級(jí)風(fēng)水閥門(mén)關(guān)閉，避免出現(xiàn)管線(xiàn)傷人。施工時(shí)，要與皮帶、溜子司機(jī)聯(lián)系好，將皮帶、溜子停電閉鎖。具體方法是施工前班長(zhǎng)通知皮帶、溜子司機(jī)，由皮帶、溜子司機(jī)負(fù)責(zé)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(dāng)班施工結(jié)束恢復(fù)時(shí)，與此相反。施工人員搬運(yùn)物料等施工時(shí)做好安全確認(rèn)，相互照應(yīng)好，避免磕手碰腳。

5 經(jīng)濟(jì)效益和效果分析

大大提高了資源回收率。留巷可實(shí)現(xiàn)無(wú)煤柱護(hù)巷開(kāi)采，減少一條區(qū)段保護(hù)巷煤柱，提高煤炭資源回收率，實(shí)現(xiàn)了煤柱全部回收，比原定計(jì)劃多回收煤柱20m，此段巷道可直接創(chuàng)效326.2萬(wàn)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(jié)束安全系數(shù)和施工效率，解決了長(zhǎng)久以來(lái)結(jié)束工作面頂板管理困難、容易出頂板事故的局面。