綜采工作面收尾技術(shù)研究

郝文俊

（汾西礦業(yè)集團(tuán)曙光煤礦， 山西 孝義 032300）

1 某礦31102 綜采工作面概況

山西某礦31102 綜采工作面開采11 號煤層，采面斜長252 m、走向長1 850 m，煤厚2.3 m，傾角5°。工作面采煤機為MG500/1180-AWD，刮板機為SGZ-900/1050；液壓支架147 架，其中普通支架為重30.4 t 型號為ZY10000/14/30D 支架（141 架），過渡支架為重32.5 t 型號YG10000/14/30D 支架（6 架）。由于采面內(nèi)綜采設(shè)備重量及體積較大，對采面超高以及頂板要求高，具體凈寬、凈高要求分別為4.0 m、2.7 m，該工作面是礦井現(xiàn)階段回采中斷面要求最大的收尾面。

2 綜采工作面收尾難點分析

1）采面超前空間大。由于31102 綜采工作面綜采設(shè)備體積、重量較大，因此需要布置的超高凈寬、凈高分別為4.0 m、2.7 m。布置凈寬4.0 m 斷面的超前以及綜采設(shè)備回撤周期長，支架大且高，造成頂板巖層控制難度增加。

2）通風(fēng)難度大。在綜采設(shè)備回撤期間需要提供足夠的新鮮風(fēng)流，但是由于采面回撤期間需要布置掩護(hù)支架，期間對采面頂板穩(wěn)定性有更高的要求。采面頂板穩(wěn)定對確保設(shè)備回撤期間的通風(fēng)工作開展具有重要的意義[1-2]。

3）錨桿容易失效。在綜采設(shè)備回撤期間，為了確保支架降架期間頂板巖層穩(wěn)定，需要在支架前梁位置施工一排錨桿進(jìn)行支護(hù)[3]。但是支架在省架期間容易造成錨桿頭損傷進(jìn)而導(dǎo)致錨桿失效。因此，在確保支架升架的同時如何保持錨桿穩(wěn)定是需要解決的問題。

4）受地質(zhì)構(gòu)造影響頂板容易冒落。在31102 綜采工作面停采線附近存在有一落差在2.5～3.4 m 之間的斷層，受到斷層影響局部區(qū)域內(nèi)頂板巖層破碎，如何確保綜采設(shè)備回撤期間頂板不出現(xiàn)冒落，并縮短設(shè)備回撤時間，是綜采面設(shè)備收尾期間需要解決的問題[4]。

3 應(yīng)對技術(shù)措施

1）提前施工補強錨桿。為了確保采面掩護(hù)支架的正常使用，在掩護(hù)支架距離停采線10.8 m 時在前4 架掩護(hù)支架位置處施工9 排補強支護(hù)錨桿，從而確保收尾期間掩護(hù)支架可正常使用。針對設(shè)備回撤期間需要采用3 號、4 號掩護(hù)支架進(jìn)行掩護(hù)問題，在支架前施工錨桿，確保掩護(hù)支架可正常使用。

2）頂板采用錨桿補強，確?；爻菲陂g通風(fēng)安全。在支架頂梁位置處布置5 排錨桿，從而可以確保設(shè)備回撤期間留有足夠的通風(fēng)斷面。在采面距離停采線7.5 m 位置時即開始進(jìn)行錨桿施工，緊貼錨桿布置大板從而起到保護(hù)錨桿托盤作用[5]。

3）使用連鎖方木確保鎖頭正常使用。經(jīng)過多次試驗分析，決定采用連鎖方木對鎖頭進(jìn)行保護(hù)。在鄰近的頂錨桿間采用連鎖方木不僅可以有效保護(hù)鎖頭而且還可以提升頂板穩(wěn)定性。

4）在斷層影響區(qū)域內(nèi)加強支護(hù)。在112 號支架—機尾位置處受斷層影響明顯，通過采用工字鋼+長錨索方式對斷層影響破碎區(qū)進(jìn)行補強加固，確保頂板穩(wěn)定。在施工補強錨索同時在支架下方采用架棚方式進(jìn)行支護(hù)，從而確保設(shè)備回撤安全。

5）調(diào)整作業(yè)安排。調(diào)整作業(yè)工序從而在確保安全的前提下縮短收尾時間。具體31102 綜采工作面收尾支護(hù)情況見下頁圖1。

4 綜采面收尾方案制定

4.1 收尾準(zhǔn)備

在綜采面收尾前應(yīng)事先準(zhǔn)備收尾所需要的錨桿、金屬網(wǎng)、工字鋼以及其他工具設(shè)備等，并碼放整齊。在采面與停采線相距20 m 時及時調(diào)整采高，使得采高為2.9 m 并進(jìn)行平推，并確保采煤機、刮板機以及支架平行。在采面內(nèi)避免出現(xiàn)支架咬架、歪架或者倒架問題，停止移架后及時檢查支架，避免支架有漏、串液問題。在采面停止推進(jìn)后及做超前時間范圍內(nèi)，禁止任何人隨意操控支架。

圖1 綜采工作面收尾支護(hù)示意圖（未標(biāo)單位：mm）

4.2 采面掛網(wǎng)

在距離停采線13.5 m 位置時開始鋪設(shè)金屬網(wǎng)，第一排金屬網(wǎng)與第二排金屬網(wǎng)走向方向間的搭接距離為200 mm，第二排金屬網(wǎng)與第三排金屬網(wǎng)走向搭接距離為600 mm，金屬網(wǎng)搭接距離200 mm，綁扎點間距在200 mm 以內(nèi)。在回采工作面布置的液壓支架頂梁上方全部鋪設(shè)雙網(wǎng)，在超前煤壁上鋪設(shè)單網(wǎng)。鋪設(shè)第一排金屬網(wǎng)是采用大板、單體支柱一起掛網(wǎng)。在采面兩個端頭處鋪網(wǎng)時應(yīng)超出采面煤墻200 mm 以上，在鋪網(wǎng)移架期間嚴(yán)禁出現(xiàn)頂網(wǎng)或者脫網(wǎng)情況發(fā)生。

4.3 采面支架上繩

在采面推進(jìn)至距離停采線10.8 m 位置時，采煤機應(yīng)處于入窩狀態(tài)，支架前梁應(yīng)平直，在支架前梁位置開始上第一根繩，繩長在270 m 以上，繩徑在15mm 以上，繩間距在0.6 m，共計布置13 根繩，具體支架上繩布置情況見圖2。

圖2 支架上繩示意圖

4.4 端頭支護(hù)

采面回采巷道與停采線距離在13.4 m 時開始進(jìn)行補強加固。在采面停止移架前，在進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷首個支架的上、下幫位置打設(shè)井型木垛，木垛應(yīng)與端頭支架齊平布置。在木垛打設(shè)前應(yīng)先清楚底板浮渣、浮煤，停止拉架后在支架頂梁、柱腳間均施工木點柱進(jìn)行加固，避免支架出現(xiàn)自降。采用圓木布設(shè)木垛，要求木垛與頂板接觸密實，不接頂位置采用鍥子背牢。當(dāng)采面停采線位置處礦壓顯現(xiàn)時，應(yīng)采用單體結(jié)合π 型梁提前進(jìn)行超前支護(hù)，一般區(qū)域采用一梁一柱補強支護(hù)，當(dāng)壓力膠帶時采用一梁二柱方式進(jìn)行支護(hù)。在機頭、機尾三角區(qū)以及動壓影響顯著區(qū)通過施工密集錨桿（索）進(jìn)行補強加固。

4.5 錨桿布置

在采面與停采線相距7.5 m 位置時在支架頂梁上開始補打護(hù)頂錨桿，采用的高強錨桿規(guī)格為直徑Φ22 mm×2 600 mm，錨桿間距×排距=800 mm×800 mm。僅貼錨桿布置順山大板從而保護(hù)錨盤，采用2 股鋼筋繩將大板緊固到頂網(wǎng)之上。在巷道頂梁上共計施工5 排錨桿，頂板采用的錨網(wǎng)為卷網(wǎng)，規(guī)格為1.2 m×10.0 m。具體采面內(nèi)布置的錨桿支護(hù)設(shè)計圖見圖3。

圖3 錨桿支護(hù)示意圖（未標(biāo)單位：mm）

4.6 采面超前布置

由于綜采工作面內(nèi)綜采設(shè)備重量、體積較大，因此需要布置的超前參數(shù)為凈寬×凈高=4.0 m×2.7 m。當(dāng)采面推進(jìn)至設(shè)定的停采線位置時，將支架拉平直后停止移架，采用單體支柱移動刮板輸送機確保刮板機與支架平行，隨后采用采煤機割煤或者爆破方式掘出移架空間[6]。

采面機在采面端頭位置斜切進(jìn)刀割煤，通過采煤機滾筒及刮板機鏟煤板進(jìn)行裝煤，出架空間被掘進(jìn)出來后立刻采用錨網(wǎng)支護(hù)頂板，采用的錨網(wǎng)為卷網(wǎng)（1.2 m×10.0 m），并采用高強錨桿（Φ22 mm×2 600 mm）及時支護(hù)；巷幫錨網(wǎng)與頂板錨網(wǎng)一致，采用Φ22 mm×2 200 mm 左旋錨桿進(jìn)行支護(hù)。

4.7 絞車窩施工

采面推進(jìn)至停采線后在風(fēng)巷上幫位置施工絞車窩（寬×深×高=6.0 m×6.0 m×2.4 m），絞車窩用錨桿+金屬網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)。頂板用Φ22 mm×2 200 mm高強錨桿，巷幫用Φ22 mm×2 200 mm 左旋錨桿，采用的金屬網(wǎng)均為卷網(wǎng)（1.2 m×10.0 m）。

5 結(jié)論

以31102 綜采工作面為例，制定了針對采面實際的收尾技術(shù)措施，并通過補打錨網(wǎng)索、布置工字鋼、連鎖方木以及調(diào)整作業(yè)工序等方式，實現(xiàn)了綜采工作面收尾工作的高效開展。在收尾期間頂板始終保持穩(wěn)定，共計35 d 完成整個收尾工作，較計劃的43 d 縮短8 d，應(yīng)用成果顯著。