大采高綜采工作面過環(huán)形裝架硐室的技術(shù)研究

桂維國

（柴里煤礦生產(chǎn)技術(shù)部，山東 滕州 277519）

1 工作面概況

3605①綜采工作面為柴里煤礦村莊搬遷下新區(qū)工作面，也是首次采用大采高工藝工作面。井下位于一水平六采區(qū)北部，開采二疊系山西組3煤，煤層賦存穩(wěn)定。3煤厚6.15～13.60 m，平均9.59 m，局部含一至三層泥巖夾矸厚0～0.80 m。該面開采一分層采高4.2 m，采用走向長壁后退式一次采全高綜合機(jī)械化采煤工藝，利用雙滾筒采煤機(jī)割煤、裝煤，割煤寬度為0.8 m，采高4.2±0.2 m。工作面為不規(guī)則、合茬設(shè)計(jì)，安裝重達(dá)30 t的ZF9000/23/47型支架支護(hù)頂板，生產(chǎn)過程中將在機(jī)尾不斷縮減支架開采。采空區(qū)采用全部垮落法放頂。

工作面及環(huán)形裝架硐室平面位置示意圖見圖1。

2 環(huán)形裝架硐室加固方案制定

2.1 環(huán)形裝架硐室基本情況

該硐室位于軌道順槽轉(zhuǎn)彎處，為半環(huán)形形狀，均為錨網(wǎng)梯索梁支護(hù)。硐室中心長度為34 m，寬7.4m，高度4.3～6.5 m，平均高度為5.6 m。

圖1 3605①綜采工作面及環(huán)形裝架硐室平面位置示意圖

2.2 環(huán)形裝架硐室加固方案對比

硐室段3煤厚平均8.5 m，開采一分層采高4.2m，工作面底板將沿硐室中上部推采，如沿該硐室底板推采將造成下分層該區(qū)域難以開采。為確保本分層安全通過并兼顧下分層開采，提出兩種加固方案進(jìn)行對比。

方案一：全部采用方木排嚴(yán)、打設(shè)木垛方法進(jìn)行加固。

優(yōu)點(diǎn)：便于施工和組織，施工時(shí)間短。

缺點(diǎn)：成本投入較大，不利于下分層煤機(jī)截割和開采。

方案二：采用袋裝爐渣灰鋪底和頂部兩層方木排嚴(yán)方法進(jìn)行加固。

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約成本，有利于下分層煤機(jī)截割和開采。

缺點(diǎn)：施工勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)間稍長。

綜合分析比較，決定采用第二方案實(shí)施加固。

3 實(shí)施過程

3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布置

軌道順槽導(dǎo)11點(diǎn)與運(yùn)輸順槽導(dǎo)18點(diǎn)落差為30m，計(jì)算工作面煤層傾角為14°。環(huán)形硐室內(nèi)以導(dǎo)C點(diǎn)向面里方向煤幫最高處揭露的頂板為起點(diǎn)，以垂直底板向下測量4.2 m 1點(diǎn)為上基準(zhǔn)點(diǎn)，由此點(diǎn)向?qū)屠€定出下基準(zhǔn)點(diǎn)2點(diǎn)，上下基準(zhǔn)點(diǎn)的連線即為環(huán)形硐室內(nèi)加固填充物的上平面基準(zhǔn)線。然后，由基準(zhǔn)線的1點(diǎn)按照14°坡度分別向環(huán)形硐室兩入口處兩幫拉線定出兩入口處3、4、5、6各點(diǎn)。由此得知，1～3點(diǎn)和1～5點(diǎn)之間連線為環(huán)形硐室面里幫填充物的上平面連線，2～4點(diǎn)和2～6點(diǎn)之間連線為環(huán)形硐室面外幫填充物的上平面連線，1～2點(diǎn)為兩幫之間整體填充物的上平面連線。依此，可確定數(shù)條基準(zhǔn)線。

裝架硐室導(dǎo)C點(diǎn)處工作面兩巷落差29.76 m，傾角13.5°，硐室內(nèi)最大高度6.4 m，最小高度4.3 m。

3.2 實(shí)施加固

（1）依據(jù)現(xiàn)場計(jì)算得知，加固材料需準(zhǔn)備：爐渣灰，袋裝600 m3；金屬網(wǎng)：規(guī)格5×1.15 m，數(shù)量60片；方木：規(guī)格Φ18×3600 mm，數(shù)量900棵。

（2）維護(hù)加固方式：以環(huán)形硐室現(xiàn)有底板為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)底板基準(zhǔn)線以下0.4 m為基線，此空間區(qū)域填充爐渣灰，爐渣灰上平面敷設(shè)一層金屬網(wǎng)，設(shè)計(jì)底板基準(zhǔn)線以下，爐渣灰上平面0.4 m空間施工方木木垛。

（3）木垛施工方式：沿環(huán)形硐室走向鋪設(shè)第一層走向方木，沿環(huán)形硐室傾斜方向鋪設(shè)第二層傾向方木。每層方木與方木之間采用交錯(cuò)、無間距密集布置，方木與方木之間使用扒釘釘牢。

經(jīng)過近十天的施工組織，在工作面推采距環(huán)形硐室25 m處完成加固施工。

3.3 工作面過環(huán)形硐室安全技術(shù)要求

（1）工作面過環(huán)形硐室過程中，每班必須指定一名管理人員具體負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)護(hù)清理維護(hù)工作，所有工作必須指定專人負(fù)責(zé)。

（2）加強(qiáng)機(jī)尾犄角管理，杜絕犄角折幫空頂現(xiàn)象，工作面臨近環(huán)形硐室5 m時(shí)，在機(jī)尾段環(huán)形硐室影響段15 m范圍內(nèi)上頂網(wǎng)以加強(qiáng)頂板管理，待推過環(huán)形硐室后停止上網(wǎng)。

（3）工作面過環(huán)形硐室期間要加強(qiáng)支架支護(hù)狀態(tài)調(diào)整，嚴(yán)格控制工作面采高，確保采高均勻，高度控制在4.0～4.2 m。生產(chǎn)過程中，支架工兩人一組，配合進(jìn)行調(diào)架，確保支架歪斜不大于5°，仰俯不大于7°。

（4）頂板破碎處及時(shí)拉移超前架支護(hù)，堅(jiān)持“帶壓移架”、“擦頂移架”，盡量減少頂板裸露時(shí)間，防止漏矸、漏炭。

（5）工作面過環(huán)形硐室時(shí)，因環(huán)形硐室犄角折幫、掉頂造成頂板超高或端面距超過規(guī)定時(shí)，必須對頂板煤幫采取穿料接頂、拉移超前架、面前扶棚等有效維護(hù)措施，扶棚裝頂期間不得操作附近10m范圍內(nèi)的支架。

（6）人員進(jìn)入煤壁區(qū)支護(hù)頂板時(shí)，首先要停機(jī)閉鎖，必須敲幫問頂，設(shè)專人指揮并觀察頂板，維護(hù)清理好退路，確認(rèn)無隱患后方可進(jìn)入，工作時(shí)必須在有掩護(hù)的空間下進(jìn)行操作，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

（7）打點(diǎn)柱、扶棚用單體液壓支柱時(shí)，要用麻繩、防倒鏈牢固生根，以防歪倒，并采取5 m外遠(yuǎn)距離方式供液。

（8）工作面通過環(huán)形硐室支架處于充填物上方時(shí)，巷道支架與頂板保持嚴(yán)密接觸為準(zhǔn)，防止支架下陷，不再考核初撐力要求。

4 結(jié)束語

（1） 為便于現(xiàn)場施工，通過精確計(jì)算硐室加固坡度后，在幫部用漆標(biāo)出層位后再用綠色尼龍繩拉線標(biāo)記，包括硐室?guī)筒考皟蓭瓦B線。

（2）為確保袋裝爐渣灰的加固強(qiáng)度并兼顧工作面下分層開采時(shí)煤機(jī)截割，在爐渣灰中參入少許比例的水泥，并對每層袋裝爐渣灰進(jìn)行灑水以加強(qiáng)致密性。加固強(qiáng)度得到較大提高，現(xiàn)場效果較好。

（3） 硐室加固時(shí)，在袋裝爐渣灰與底層方木之間鋪設(shè)一層金屬網(wǎng)并嚴(yán)密連接，為下分層開采此段時(shí)頂板管理極為有利，可有效防止頂板破碎漏頂現(xiàn)象的發(fā)生。