綜采工作面過(guò)高應(yīng)力區(qū)技術(shù)措施應(yīng)用分析

賈方偉

（晉能控股集團(tuán)煤業(yè)集團(tuán)忻州窯礦山西大同037003）

1 概述

礦井8306工作面可采長(zhǎng)度459 m、傾向長(zhǎng)度131.3 m。當(dāng)工作面回采至274 m時(shí)，從29#、30#支架揭露一條落差0.3 m、走向北東30°、傾向北西、傾角80°的正斷層，且從28#～33#支架區(qū)域上覆為11-2#層8207、8209采空區(qū)隔離煤柱，層間距48 m～52 m，受上覆11-2#層8207、8209采空區(qū)隔離煤柱及斷層影響，工作面壓力較集中，6#～40#支架頂板破碎。煤柱影響范圍見(jiàn)表1，層間對(duì)照示意圖見(jiàn)圖1。

表1 煤柱影響范圍表

圖1 工作面層間對(duì)照示意圖

為確保8306工作面安全、順利通過(guò)高應(yīng)力區(qū)域，實(shí)現(xiàn)工作面安全回采，本文研究制定了綜采工作面過(guò)高應(yīng)力區(qū)技術(shù)措施。

2 治理技術(shù)

綜采工作面過(guò)高應(yīng)力區(qū)技術(shù)措施就是通過(guò)采取優(yōu)化采煤工藝【1】、注粘接材料【2】及加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度等手段對(duì)回采工作面高壓力區(qū)進(jìn)行綜合治理的技術(shù)措施。

2.1 優(yōu)化采煤工藝

（1）過(guò)斷層及上層煤柱期間，必須根據(jù)斷層走向及上層煤柱走向與工作面推進(jìn)方向所呈的空間位置關(guān)系，適當(dāng)調(diào)整工作面頭尾進(jìn)度，增大煤柱走向與工作面推進(jìn)方向所呈的角度，以減少斷層揭露面積及減小上層煤柱集中應(yīng)力對(duì)工作面的影響程度。調(diào)整時(shí)需加強(qiáng)關(guān)注刮板輸送機(jī)的上竄下滑情況，確保溜頭、溜尾距巷幫的距離符合要求。

（2）具備提前移架的條件時(shí)，必須提前移架，將端面距縮到最小，再進(jìn)行割底，之后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)頂進(jìn)行反向截割。

（3）不具備提前移架的條件、煤壁未出現(xiàn)明顯片幫時(shí)，則機(jī)組割頂后，必須及時(shí)將支架前伸梁伸出，同時(shí)移架必須緊跟機(jī)組后滾筒（與后滾筒的距離不得超過(guò)1個(gè)支架）。

（4）頂板破碎嚴(yán)重、煤壁片幫明顯，工作面煤壁呈“斜坡”狀，則提前移架，之后機(jī)組只割底、推移刮板輸送機(jī)，接著移架，如此循環(huán)。

2.2 注粘接材料

（1）注漿方案

煤壁注漿時(shí)，施工位置為在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m處施工、仰角1°～3°，水平轉(zhuǎn)角、施工數(shù)量均根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定；孔深8 m～10 m；孔距3 m～5 m；單孔注量根據(jù)實(shí)際情況確定，一般為3 t左右；鉆孔直徑φ=42 mm；設(shè)計(jì)注漿壓力：8 MPa～18 MPa。

頂板注漿時(shí)，施工位置為在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m處施工、仰角50°～60°，水平轉(zhuǎn)角、施工數(shù)量均根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定；孔深7 m～9 m；孔距3 m～5 m；單孔注量根據(jù)實(shí)際情況確定，一般為3 t左右；鉆孔直徑φ=35 mm；設(shè)計(jì)注漿壓力：8 MPa～18 MPa。

（2）注漿方式

注粘接材料施工需要使用專(zhuān)用的氣動(dòng)注漿泵，連接示意圖如圖2所示，其具體施工過(guò)程如下：

打眼→連接注漿管和注射槍→用高壓膠管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入裝有天固材料A液和B液的桶內(nèi)→開(kāi)泵注漿→沖洗機(jī)具→停泵→拆卸注射槍。

圖2 注漿連接示意圖

2.3 加強(qiáng)支護(hù)管理

（1）加強(qiáng)機(jī)道支護(hù)管理

在機(jī)道施工錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，具體施工位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，施工機(jī)道錨索長(zhǎng)7.3 m、直徑φ17.8 mm，配500×500 mm鐵托板、使用2卷MSZ2360型樹(shù)脂錨固劑。錨索施工后必須及時(shí)打壓，確保錨索預(yù)緊力不小于210 kN，錨固力不小于320 kN。

（2）加強(qiáng)支架管理

過(guò)斷層及上層煤柱期間，必須加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)液管、閥組、立柱、千斤及支架結(jié)構(gòu)件的檢查檢修力度，杜絕跑、冒、滴、漏、竄現(xiàn)象的發(fā)生，及時(shí)更換受損部件，確保支架工況正常。

（3）加強(qiáng)超前支護(hù)管理

加強(qiáng)工作面兩巷超前支護(hù)的管理，支護(hù)長(zhǎng)度不得低于規(guī)程要求，如果兩巷超前支護(hù)區(qū)域頂板揭露斷層，則必須將單體柱間距降至0.8 m，超前支護(hù)長(zhǎng)度必須覆蓋斷層揭露區(qū)域。嚴(yán)禁提前回撤兩巷超前支柱，采煤機(jī)距割通20 m時(shí)停機(jī)，回撤巷道超前支柱。

3 治理效果

工作面進(jìn)入受斷層及上覆煤柱影響的高應(yīng)力區(qū)域后，共注粘接材料150 t，且粘接材料的擴(kuò)散半徑及粘結(jié)情況均達(dá)到了預(yù)期效果（見(jiàn)圖3），施工機(jī)道錨索40根，更換了各類(lèi)液管、閥組等支架配件60余件，提高了機(jī)道頂板及煤壁的穩(wěn)定性，有效保證了工作面的正常推進(jìn)，使工作面安全、順利的通過(guò)了高壓力影響區(qū)域。

圖3 注粘結(jié)材料現(xiàn)場(chǎng)及效果

4 結(jié)論

綜采工作面過(guò)高應(yīng)力區(qū)技術(shù)措施可達(dá)到加固頂板和煤壁的目的，從而提高機(jī)道頂板、煤壁的穩(wěn)固性，解決了工作面遇斷層及上覆煤柱后難以治理的問(wèn)題，保證了工作面能夠安全、順利的通過(guò)高壓力區(qū)域,有效提升了礦山安全技術(shù)水平。