綜采工作面兩巷及端頭支護(hù)管理綜合措施研究

許會(huì)成

（山西晉煤集團(tuán)澤州天安恒源煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048007）

1 概況

山西晉煤集團(tuán)澤州天安恒源煤業(yè)為資源整合礦井，生產(chǎn)規(guī)模60萬t/a。批準(zhǔn)開采3#、9#、15#煤層，煤種為無煙煤，其中3#煤層已采，9#煤層不可采，目前開采煤層為15#煤層，礦井為低瓦斯礦井，煤塵無爆炸性，煤層為不易自燃煤層，無沖擊地壓危害，水文地質(zhì)類型為中等。

151303 綜采工作面所采15#煤層厚度2.5～3.0m，平均2.75m，含1～2層穩(wěn)定夾矸，夾矸平均厚度0.1～0.6m。直接頂為炭質(zhì)泥巖，隨采隨落，厚度0～0.5m，平均厚度0.25m；基本頂為K2灰?guī)r，屬于穩(wěn)定堅(jiān)硬巖層，厚度7.2～9.87m，平厚度8.63m；直接底為泥巖，局部相變?yōu)槟噘|(zhì)砂巖，厚度0.56～3.6m，平均厚度2.08m；基本底巖性為鋁質(zhì)泥巖，厚度9.6～9.7m，平均厚度9.65m。工作面傾斜長(zhǎng)度107m，走向長(zhǎng)度350m，工作面的北面、東面為未采區(qū)，南面為工廠保護(hù)煤柱，西面為15101工作面采空區(qū)；上覆3#煤層已采；地表為丘陵地帶，大部分為耕地。151303工作面采用傾斜長(zhǎng)壁一次采全高全部垮落后退式綜合機(jī)械化采煤法。工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽均為矩形斷面，頂板均采用錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)，兩幫均采用錨桿支護(hù)。

2 兩巷及端頭管理綜合措施

151303 工作面在回采過程中，采取了規(guī)范單體液壓柱間、排距支設(shè)，柱與柱加設(shè)防倒繩，柱頭柱底穿鞋帶帽，端頭架拉架頂板控制，采空區(qū)懸頂頂板弱化，兩巷退錨，超前深孔預(yù)裂爆破強(qiáng)制放頂處理等綜合措施。151303工作面兩巷及端頭支護(hù)具體見下示意圖。

2.1 兩巷超前支護(hù)措施

工作面兩巷超前支護(hù)均采用DW31.5型單體液壓支柱超前20m加強(qiáng)支護(hù)，單體液壓支柱柱徑100mm，初撐力不小于90kN。

（1）嚴(yán)格執(zhí)行超前支護(hù)間、排距支設(shè)規(guī)定。在煤壁線向外不少于20m的巷道中支設(shè)兩排單體液壓支柱。分別在轉(zhuǎn)載機(jī)兩側(cè)各支設(shè)一排單體液壓支柱。在距巷幫1.0m處各支設(shè)一排單體液壓支柱，間、排距2.0×1.0m，誤差不超過100mm。所有支柱必須成排、成行并打成一條直線，巷道較寬、巷道片幫嚴(yán)重時(shí)視具體情況增加支柱。

圖1 151303工作面兩巷及端頭支護(hù)示意圖

（2）單體柱加設(shè)防倒繩，實(shí)現(xiàn)防倒連鎖。單體液壓支柱防倒采用防倒鏈與相鄰支柱連鎖防倒，防倒鏈采用Ф12.5mm鋼絲繩及配套繩卡，且排首和排尾的連鎖繩與頂板錨桿捆綁連鎖，實(shí)現(xiàn)防倒鏈鎖。

（3）單體柱穿鞋帶帽，確保支護(hù)有效。單體液壓支柱柱頭必須戴柱帽，柱帽可采用板梁。柱底必須設(shè)置在實(shí)底處，底板松軟時(shí)支柱要穿柱鞋，鉆底量小于100mm。巷道傾斜段打設(shè)支柱時(shí)要掌握好迎山角。

（4）加強(qiáng)兩巷端頭支架與煤壁支護(hù)管理。兩巷端頭支架前梁與工作面煤壁之間的頂板采用DW31.5型單體液壓支柱支護(hù)，排距1m，間距與超前支柱間距保持一致，若因設(shè)備影響，無法保持一致時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整，但單體柱與設(shè)備或煤幫之間應(yīng)留有不小于100mm的安全間隙，防止單體柱受側(cè)壓后損壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可適當(dāng)調(diào)整單體柱位置，但必須保證留有不小于0.8m寬的安全出口。若超前支護(hù)段巷幫片幫嚴(yán)重或安全出口處擴(kuò)幫后，應(yīng)及時(shí)在片幫及擴(kuò)幫地段支設(shè)貼幫柱，并用背板背緊背實(shí)。

2.2 機(jī)頭和機(jī)尾端頭架拉架措施

工作面機(jī)頭和機(jī)尾均采用ZT16000-16/30型端頭支架和DW31.5型單體液壓支柱支護(hù)頂板。端頭支架操縱方式為手動(dòng)快速本架操縱，步距0.6m。拉端頭架前，先將端頭架兩邊及前方的浮煤及雜物清凈，將端頭架前影響此次拉架的點(diǎn)柱替掉，將端頭架煤柱側(cè)的點(diǎn)柱回掉，然后開始拉端頭架；拉端頭架時(shí)必須閉鎖工作面刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)，先拉端頭1＃架，再拉端頭2＃架，交錯(cuò)邁步向前拉；拉過后，將端頭架兩側(cè)支設(shè)的單體液壓支柱檢查一遍，如發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)現(xiàn)象，必須重新升緊，背好頂幫。拉端頭架過程中，首先要觀察頂板情況和工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭是否推到位，確認(rèn)到位后方可繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。推移支架時(shí)，嚴(yán)禁人員站在支架架間或煤柱側(cè)，嚴(yán)禁同時(shí)降架、拉架；拉架時(shí)認(rèn)真觀察端頭架的尾梁，以防兩架相互咬架。

2.3 兩巷切頂柱支護(hù)措施

（1）嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)頭機(jī)尾切頂柱間、排距規(guī)定。兩巷切頂柱采用單體液壓支柱支設(shè)按照以下要求進(jìn)行操作：第1排打在切頂線處，采用密集支柱切頂，柱間距不大于300mm，且單體液壓支柱距支架和巷幫均不大于300mm；第2排距切頂柱0.6m，柱間距600mm，且單體液壓支柱距支架和巷幫均不大于300mm；第3排距第2排0.6m，柱間距600mm，且單體液壓支柱距支架和巷幫均不大于300mm?；刂鶗r(shí)，先在切頂柱與第二排柱中間打設(shè)一排單體液壓支柱作為新密集柱切頂柱，柱間距600mm，且單體液壓支柱距支架和巷幫均不大于300mm。然后逐根回取切頂柱，回取的單體柱必須立即打在新密集切頂柱處，柱距不大于300mm。新密集切頂柱形成后，再推移端頭支架，嚴(yán)禁先推移支架后回柱。

（2）采空區(qū)懸頂面積較大時(shí)的處理措施。采空區(qū)懸頂面積大于10m2時(shí)，要采取頂板弱化、超前深孔預(yù)裂爆破的方式強(qiáng)制放頂處理。在工作面機(jī)頭機(jī)尾區(qū)域、151205巷、151206巷向頂板打深孔，在工作面前方一定距離進(jìn)行爆破，超前打眼、超前爆破，預(yù)先破壞頂板的完整性，切斷堅(jiān)硬頂板，減小頂板一次冒落面積。

（3）兩巷退錨專項(xiàng)措施。兩巷切頂柱前及端頭支架前應(yīng)及時(shí)退錨，退錨不能超前和滯后，退錨作業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行退錨放頂專項(xiàng)措施。退錨順序必須按照“從里向外”逐根進(jìn)行，并在巷道頂板完好狀態(tài)下方可進(jìn)行，一般兩巷支架正前方錨桿（索）距支架前梁小于0.6m時(shí)，在下次移架前進(jìn)行退錨作業(yè)；其他頂板錨桿（索）在移切頂柱前，進(jìn)行退錨作業(yè)，若端頭支架距煤柱幫小于0.5m的安全距離時(shí)，可提前一排退取。遇到巷道有裂隙、破碎、離層或幫鼓現(xiàn)象，壓力顯現(xiàn)區(qū)域、構(gòu)造及影響區(qū)域或周圍頂板離層值大于100mm時(shí)，不得進(jìn)行退錨；回采幫及煤柱幫時(shí)不進(jìn)行退錨作業(yè)。

3 結(jié)語

151303 工作面回采過程中，加強(qiáng)了兩巷超前支護(hù)、工作面兩巷端頭支架、工作面煤壁三角區(qū)以及切頂柱等區(qū)域單體液壓柱支護(hù)技術(shù)管理，對(duì)切頂柱及兩端頭后的采空區(qū)懸頂面積大采用頂板弱化、兩巷退錨、超前深孔預(yù)裂爆破強(qiáng)制放頂處理頂板等措施。該工作面自回采作業(yè)以來，有效地降低了因支護(hù)不到位、煤壁片幫、頂板局部冒落等處理支護(hù)時(shí)間和成本，保證了安全生產(chǎn)。