綜放工作面切眼摸頂摸底成巷工藝

胡沖

（冀中能源峰峰集團 大淑村礦，河北 邯鄲 056300）

1 概 況

工作面留三角煤是開采中的難題，主要影響因素有切眼寬度、長度、高度，煤層厚度、煤層傾角及推進(jìn)坡度變化等。支護(hù)手段、綜采液壓支架的選型制約著工作面切眼成巷的高度。優(yōu)化切眼成巷能夠有效解決工作面三角煤丟失，從而提高回采率。回收綜采工作面三角煤，重點解決的問題有切眼巷道高度，綜采液壓支架接頂，單體液壓支柱支護(hù)高度，兩幫煤體片幫、幫鼓。因此，在厚煤層工作面切眼成巷高度中，摸頂、摸底配合培頂，可實現(xiàn)工作面回收三角煤，對提高回采率具有重要意義。

172402工作面位于大淑村礦南四采區(qū)淺部，-450 m水平以上,地面標(biāo)高+170—+176 m，井下標(biāo)高-310—-350 m，切眼總長度65.5 m，臥底前一次成巷高度3.2 m，摸頂摸底后巷道高度達(dá)5.2 m。直接頂為粉砂巖，深灰色，含炭質(zhì)，平均厚度為5.6 m。直接底為粉砂巖，平均厚度10.76 m。

2 永久支護(hù)

2.1 頂板支護(hù)

（1）切眼上下口各8 m范圍內(nèi)頂板采用錨桿、錨索、梯子梁、槽鋼聯(lián)合支護(hù)，其余44 m范圍頂板采用錨桿、錨索、梯子梁、鋼帶支護(hù)。緊貼頂板鋪設(shè)雙抗塑料網(wǎng)，規(guī)格5.0 m×1.0 m，每間隔200 mm用專用塑料聯(lián)網(wǎng)繩聯(lián)接一道。

（2）錨桿采用φ20 mm×2 400 mm的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，每孔注1支CK2345和1支K2345型樹脂錨固劑，螺母扭矩≥200 N·m，錨固力≥100 kN（13.8 MPa），拉拔力100 kN（13.8 MPa）。

（3）錨索采用φ21.6 mm×8 000 mm鋼絞線，每根錨索注1支CK2345和2支K2345型樹脂錨固劑，預(yù)緊力≥150 kN（25 MPa），錨固力≥200 kN（33.3 MPa）。

（4）切眼上下口各8 m范圍，采用長度4 m的16號熱軋普通槽鋼，每條槽鋼上布置4個孔，孔間距1.2 m，全部打設(shè)錨索。采用長度4 m的梯子梁，鋼筋直徑16 mm，寬度80 mm，每條梯子梁6組眼，梯子梁孔間距700 mm，全部打設(shè)錨桿。

（5）切眼中間44 m范圍，采用長度為3 m鋼帶，孔間距1.3 m，全部打設(shè)錨索。梯子梁長度為3.2 m，每條梯子梁5組眼，梯子梁孔間距700 mm，全部打設(shè)錨桿。

2.2 兩幫支護(hù)

擴幫后兩幫使用錨桿、錨索、梯子梁配塑料網(wǎng)護(hù)幫，其中2號、3號、4號眼位打設(shè)幫錨索,其余眼位打設(shè)錨桿。錨桿規(guī)格為φ18 mm×2 000 mm，托盤采用150 mm×150 mm×10 mm的鋼托盤，每根錨桿注1支CK2345和1支K2345型樹脂錨固劑，錨桿抗拔力≥60 kN（8.3 MPa），錨固力≥60 kN（8.3 MPa），螺母扭矩≥140 N·m。錨索采用長度4 m、直徑17.8 mm鋼絞線,預(yù)緊力≥80 kN（13.3 MPa），錨固力≥100 kN（16.7 MPa）。錨桿(錨索)間距800 mm，排距1 000 mm。梯子梁直徑14 mm，寬度80 mm，垂直巷道掘進(jìn)方向布置。

3 切眼培頂

3.1 施工工序

打設(shè)吊掛錨索—上槽鋼或軌道（作為底面）—在第二層擺兩面平圓木—第三層往上逐層擺板梁、訂扒鋸加固—板梁接頂、組成木垛—預(yù)緊錨索—臥底達(dá)到設(shè)計要求—打設(shè)點柱。

3.2 切眼培頂

培頂時由切眼上端頭向下端頭施工，緊貼工作面幫，按照間距1.4 m、排距2.5 m打設(shè)吊木垛錨索。錨索采用φ21.6 mm×5.0 m的鋼絞線，錨索外露2.15 m，然后利用槽鋼或軌道作為木垛底層，逐層擺好高度為2 m的木垛。對錨索預(yù)緊，使木垛貼頂。木垛3 m為一組，間隔1.4 m再擺設(shè)1組木垛。

（1）木垛底層選用12號槽鋼或22 kg的軌道，長度為3 m，順切眼巷道擺設(shè)和垂直切眼巷道呈井字型擺設(shè)。順巷道擺設(shè)的槽鋼或軌道位于最下層共布置3組孔，孔間距為1.4 m，垂直切眼巷道擺設(shè)的槽鋼或軌道布置2組孔，孔間距2.5 m，槽鋼搭設(shè)時正反對扣(軌道橫向擺設(shè)，搭接時面與底同側(cè))，搭接處槽鋼或軌道端頭孔位對齊。

（2）木垛第二層采用直徑18 cm，長3.4 m的兩面優(yōu)質(zhì)紅松木，順切眼巷道方向擺設(shè)，間距1.6 m左右，松木與底面槽鋼或軌道采用雙股12號鐵絲連接。第三層以上直至接頂采用直徑16 cm的一面平板梁，第三層板梁長2 m，第四層板梁長1.8 m，板梁平面朝下(第三層第二排垂直切眼方向擺設(shè)的板梁往上不再進(jìn)行擺設(shè))，每組木垛上下兩層呈“井”字型擺設(shè)(一層沿切眼巷道掘進(jìn)方向1.8 m板梁，另一層垂直于切眼工作面煤壁2 m板梁)依次分層擺放直至接頂，木垛每層板梁四角搭接、搭接處（松木和板梁、板梁和板梁）使用扒鋸釘牢，木垛頂層與頂板用木寨子或搪材褙實，板梁均勻布置，層間板梁垂直布置，擺設(shè)板梁進(jìn)行培頂時確保接頂嚴(yán)實。

172402切眼擺架如圖1所示。

圖1 1 72402切眼擺架示意Fig.1 Support layout in face No.172402

4 施工工藝

大淑村礦172402工作面回采2號煤層，規(guī)格為7.2 m×5 m，以安全、高效、經(jīng)濟為目的，提出切眼分2次施工掘出全斷面，第一次靠老空幫摸煤層頂板掘進(jìn)，巷寬×巷高為4 m×3.2 m，永久支護(hù)完畢后，對工作面幫進(jìn)行擴幫3 m，達(dá)到巷寬7.2 m，然后將挖掘時裝載機退出原切眼上口掘進(jìn)位置，進(jìn)行培頂施工，培頂高度2 m，培頂超前于臥底6 m，臥底高度2 m，切眼臥底后最終高度達(dá)到5.2 m。

5 應(yīng)用效果

（1）現(xiàn)場實踐應(yīng)用表明，在綜采工作面切眼采用錨網(wǎng)索支護(hù)，切眼兩幫采用梯子梁+錨桿+錨索聯(lián)合支護(hù)，為掌握綜采工作面切眼的圍巖控制效果，在切眼上、下口各布置1個觀測站，通過巷道表面位移的測量監(jiān)測圍巖的穩(wěn)定狀況。通過觀測發(fā)現(xiàn)，頂板未出現(xiàn)松動離層，底板未出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，兩幫均未出現(xiàn)幫鼓、片幫、流煤等情況，巷道整體支護(hù)效果良好。

（2）保證工作面推采過程中回收底三角煤，不需更換液壓支架，減少設(shè)備投入，利于綜采設(shè)備的運輸，提高安裝速度，防止采空區(qū)煤炭自然發(fā)火，實現(xiàn)了礦井高產(chǎn)高效。實踐表明，采用大斷面摸2號煤層頂、底板掘進(jìn)切眼，聯(lián)合支護(hù)和培頂有機結(jié)合形成完整的支護(hù)體系，能夠有效地控制巷道圍巖變形。

6 結(jié) 論

（1）172402切眼大斷面全煤厚成巷，實現(xiàn)工作面直接摸底推采。若工作面切眼不進(jìn)行臥底，則工作面推采約20 m液壓支架摸2號煤底板，丟失三角煤炭儲量約3 369 t，按80%回收率折合成精煤約2 695 t，每噸精煤按凈利潤800元計算，直接創(chuàng)經(jīng)濟效益約215.6萬元。

（2）通過此次切眼掘進(jìn)施工，先摸頂掘進(jìn)成巷，切眼貫通、擴幫后，頂板采用錨索+軌道+板梁進(jìn)行培頂，然后對巷道全斷面進(jìn)行臥底，臥底高度2 m，該施工方案形成了完整的工藝流程，提高回采率的同時延長了礦井服務(wù)年限，可為類似采區(qū)借鑒應(yīng)用，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。