煤礦綜采工作面柔?；炷裂乜樟粝锍醪皆O(shè)計(jì)

王朋濤

（鄭州煤電股份有限公司告成煤礦，河南 鄭州 452370）

一、工程概述及采煤工藝

該工作面煤層為二1 煤層，黑色，粉末狀，半光亮型，煤層原生構(gòu)造受滑動構(gòu)造影響而遭受破壞，層理不清，滑面及摩擦鏡面發(fā)育，強(qiáng)度較低。煤層結(jié)構(gòu)簡單，煤厚變化較大。工作面采用走向長壁后退式采煤，全部垮落法管理頂板，綜采放頂煤一次采全厚采煤方法。使用綜合機(jī)械化低位放頂煤，采用雙滾筒電牽引采煤機(jī)割底煤和支架尾梁插板伸縮擺動落下位頂煤，礦山壓力破碎上位頂煤，并借助插板破碎大塊煤防止堵塞放煤口的綜合落煤方式，采高2.4m，放頂煤厚度為2m，采放平行作業(yè)。割煤截深0.6m。一日循環(huán)進(jìn)度3m。

二、留巷總體情況

1.留巷用途：留25011 下付巷作為25031 回風(fēng)巷；2.留巷寬度：采用錨索網(wǎng)支護(hù)的巷道留巷寬度5m，高度3.3m。采用U 型棚支護(hù)的巷道留巷寬度5.5m，高度3.1m；3.留巷方式：巷旁澆筑1.5m 厚C40 柔模混凝土墻體；矩形巷道墻體高度3.3m，U 型棚支護(hù)，超前工作面20m 擴(kuò)幫，擴(kuò)幫2m，在擴(kuò)幫處澆筑混凝土墻體，巷道墻高2.7m；4.擋矸方式：超前工作面鋪雙層金屬網(wǎng)，打設(shè)壓網(wǎng)錨索，架后拖擋矸板，緊跟支架打設(shè)木點(diǎn)柱和單體擋矸，掛模前回撤采空區(qū)側(cè)單體柱；5.澆墻設(shè)備：地面上攪拌好混凝土干料，采用翻斗礦車運(yùn)輸至井下柔?；炷翙C(jī)組處，刮板上料機(jī)上料至攪拌機(jī)，加水?dāng)嚢瑁缓笥萌崮；炷帘眠M(jìn)行泵送，注入掛好的柔模內(nèi)；6.作業(yè)方式：檢修班澆筑巷旁支護(hù)墻體，兩生產(chǎn)班進(jìn)行物料運(yùn)輸、擋矸、開挖基礎(chǔ)及澆筑、臨時支護(hù)及掛模。7.留巷通風(fēng)：底抽巷進(jìn)風(fēng)，風(fēng)流通過留巷進(jìn)入工作面。

三、待澆筑空間維護(hù)

巷旁充填步距是指單次最大澆筑巷旁支護(hù)的距離。基于告成煤礦的工程條件，設(shè)計(jì)巷旁充填步距不宜超過3m。待澆筑空間是指巷旁支護(hù)施工前，采用臨時支護(hù)控制頂板的范圍。待澆筑空間越大，頂板穩(wěn)定性越差，采空區(qū)有害氣體和矸石涌入留巷內(nèi)的數(shù)量和機(jī)會就越多。端頭區(qū)圍護(hù)的目的是保證頂板完整性和支護(hù)有效性，防止移架后頂板隨采隨垮或過度沉降。端頭區(qū)圍護(hù)的主要要求：保證機(jī)頭過渡支架頂梁和尾梁平齊。增加尾梁千斤頂行程，確保尾梁升平后能與頂梁平齊，加強(qiáng)三角區(qū)頂煤管理，防止拉架后頂板垮冒或過度下沉。防止移架過程中頂梁破壞錨頭。當(dāng)機(jī)頭過渡支架所在位置的頂板上具有錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)時，回采過程中需要在頂梁上部背大板，大板軸向與工作面煤壁平行，通過大板支護(hù)頂板，避免支架升降或移架過程中破壞錨桿（索）錨頭。

在沿空留巷過程中，受劇烈采動影響的僅是工作面前后方的某一地段，隨著工作面采過一定距離，采動影響也逐漸減弱，所以沒有必要對整條巷道都按劇烈采動影響的要求進(jìn)行支護(hù)，這就只需要進(jìn)行臨時超前、滯后支護(hù)。在超前工作面30m 范圍內(nèi)，沿巷道走向采用“單體液壓支柱+工字鋼梁”方式進(jìn)行臨時加強(qiáng)支護(hù)，排距1000mm，每排2 顆單體液壓支柱。每顆單體液壓支柱應(yīng)穿設(shè)柱鞋，掛設(shè)放倒繩。

滯后臨時加強(qiáng)支護(hù)直接影響沿空留巷的支護(hù)效果，如果臨時加強(qiáng)支護(hù)不及時或支護(hù)強(qiáng)度不足，留巷頂板過早下沉，巷旁支護(hù)起作用前頂板離層，使頂板的完整性和自承載能力遭到破壞，降低了圍巖穩(wěn)定性；因此，必須及時對沿空留巷進(jìn)行臨時加強(qiáng)支護(hù)。據(jù)實(shí)際情況及其他礦的工程經(jīng)驗(yàn)，25011 錨網(wǎng)索支護(hù)段滯后臨時加強(qiáng)支護(hù)選用“單體支柱+工字鋼梁”進(jìn)行支護(hù)，一梁四柱，排距1m。U 型鋼支護(hù)段滯后臨時加強(qiáng)支護(hù)采用“單體支柱+工字

四、施工工藝及配套設(shè)備

柔?；炷裂乜樟粝镏饕ǜ苫炝系闹苽渑c運(yùn)輸、井下制備與輸送混凝土、待澆筑空間圍護(hù)、掛設(shè)柔性模板、澆筑混凝土等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用干混料制備站在地面進(jìn)行沿空留巷干混料制備，全自動一鍵操作，電壓等級為380V，設(shè)備功率75kW，實(shí)際生產(chǎn)能力20m3/h，占地面積不小于500 m2。澆筑混凝土采用陜西開拓建筑科技有限公司研制的柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組專用設(shè)備，設(shè)備型號為KTRHZSJ-50，生產(chǎn)能力為50m3/h，輸送C40 混凝土?xí)r設(shè)備的最大可靠輸送距離為400m，設(shè)備總功率220kW，設(shè)備出廠設(shè)定電壓等級為1140V，輸送管路為DN125 型高壓耐磨無縫鋼管。柔?；炷林苽漭斔蜋C(jī)組的單件最大不可拆卸長度為4m，寬度為1.4m，高度為1.6m，單件最大重量不超過5 噸。設(shè)備工作狀態(tài)時的最大尺寸為：長30m×寬2m×高2.2m。

五、沿空留巷經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

煤柱效益：25011 工作面回采長度約940m，煤層平均厚度4.5m，密度1.42t/m3，煤柱5m，煤炭綜合回收率按90%計(jì)算，則采用沿空留巷以后，可多回收煤炭資源2.7 萬噸。煤炭平均開采利稅按照400 元/t 計(jì)算，僅節(jié)省區(qū)段煤柱資源，就可創(chuàng)造利潤1080 萬元。25011 巷沿空留巷成功以后，25031 工作面可減少回采巷道940m，巷道掘進(jìn)、支護(hù)和瓦斯治理的綜合費(fèi)用約4800 元/米，則減少回采巷道可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益451.2 萬元。25011 運(yùn)輸巷沿空留巷總長度約940m，沿空留巷費(fèi)用6978.8 元/米，則沿空留巷的總費(fèi)用為656 萬元。綜上所述，25011 工作面采用柔模混凝土沿空留巷技術(shù)以后，不計(jì)安全效益和社會效益，僅節(jié)省區(qū)段煤柱就可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益875.2 萬。

公司始終堅(jiān)持用創(chuàng)新革新，用技術(shù)引領(lǐng)，既開創(chuàng)了行業(yè)領(lǐng)先、國內(nèi)一流的采煤工作面。綜采設(shè)備智能化很好地完成了以信息化建設(shè)為依托，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為紐帶，從而實(shí)現(xiàn)綜采自動化、管理信息化、調(diào)度可視化的現(xiàn)代化礦井。