不規則綜放工作面縮面期間回撤切眼頂板控制技術

摘 要：以井工二礦29211不規則綜放工作面為工程背景，介紹了工作面首次縮面期間回撤切眼頂板控制技術。應用效果表明：該技術成功的解決了不規則綜放工作面縮面工程量大、工序繁雜、頂板不易控制等難題，順利完成了首次縮面工程，有效的提高了資源回采率。

關鍵詞：不規則；綜放工作面；縮面技術；頂板控制

平朔集團井工二礦是一座年產千萬噸級的特大型現代化礦井。但由于早期受小窯破壞影響，該礦二、三采區煤層破壞嚴重，可采走向長度縮短，可采儲量減少。為了避開小窯采空區影響，盡可能多的回收資源，提高礦井服務年限，礦井技術人員設計了29211不規則綜放工作面。該工作面靠近小窯采區側的輔運順槽共有6處拐彎，回采期間工作面需縮面2次、延面1次。首次縮面期間，工作面長度縮至115m，將面臨回撤難度大、回撤工序復雜、頂板不易控制等難題。因此，如何解決上述問題，對于增加礦井可采資源，實現安全高效開采具有重要的現實意義。

1 工程概況

29211不規則工作面推進長度1522m，工作面安裝切眼設計長度315m，布置ZP10000/27/37型排頭支架8架、ZG10000/23/37型過渡支架4架、ZF10000/23/37型中間支架201架，初采期間工作面內共安裝液壓支架213架。當工作面安裝完畢出切眼推進至387m時將遇到首次縮面，即工作面長度由315m縮至200m，回撤切眼巷道長度為115m，支架由213架減少為136架，回撤支架77架。

工作面采用傾斜長壁后退式全部垮落綜合機械化放頂采煤法，機采高度3.3m，放煤高度9.1m，所采煤層為石炭系上統太原組9#煤層，厚度9.82～14.29m，平均12.4m，煤層傾角1.3～3.6°，平均2.3°。直接頂以泥巖、砂巖為主，平均厚3.4m，呈黑褐色，薄層狀泥質結構；老頂主要是粗砂巖，平均厚度1.8m，厚層狀粗粒砂狀結構成分；直接底以泥巖、砂質泥巖類為主。

2 回撤切眼頂板控制技術及效果

2.1 超前支承壓力控制

采動引起的超前支承壓力是影響回撤切眼頂板控制的主要因素之一。通過對29211工作面日常礦壓觀測可知，超前支承壓力影響范圍在工作面煤壁前方80m，尤其在煤壁前10～30m受采動影響顯現明顯。

控制措施：

（1）工作面至回撤通道位置前30m時加快推進度，不放煤。

（2）避開工作面頂板周期來壓，撤架時選擇在頂板來壓剛過，圍巖相對穩定的時期。縮面前撤架位置最好處在來壓后的0.3～0.8倍的周期來壓步距范圍內，即4.53～12.08m（周期來壓步距平均15.1m）。

2.2 回撤切眼加強支護技術

回撤切眼受采動應力影響較大，為保證工作面撤架的順利的進行，需要加強支護。決定采用錨網索鋼帶+架棚+木垛的聯合支護技術。頂錨桿Φ22mm×2400mm左旋螺紋鋼，間排距900×1000mm，每排布置6根頂錨桿，并在支架頂梁上方補打2跟頂錨桿，每排共8根。幫支護采用φ18mm×1700mm圓鋼錨桿，每排3根，間排距1200mm×1000mm。錨索采用φ17.8mm×13000mm鋼絞線，每排布置3根，間排距1800mm×1800mm，并補打1排與頂板夾角15度的加強錨索，排距1800mm，每排共計4根。

架棚支護：在支架頂梁處架4.8m長花邊梁，“一梁三柱”布置形式，第一排單體靠采空區側梁頭0.3m處，第二排單體靠采空區側1.3m，第三排單體距巷幫0.25m處，棚距1.5m。同時，靠工作面采空區側每隔1.5m打木垛，材料為1.2m長道木。

2.3 置換區域頂板控制

（1）科學組織、控制推進步距：工作面支架前梁端頭距縮面切眼煤壁4.2m時停止移架，將前部溜子推移頭銷子取掉，液壓支架停止移動，用3.5m的液壓單體推動溜子向前移動，每次推移0.8m。

（2）置換區域自四角門向下6架需支護，即15×14m（長×寬）范圍內采用錨網索鋼帶聯合支護。具體參數：端頭架置換處距縮面切眼煤壁線14m處布置壓茬鋼帶兩根，每根鋼帶3根錨索，鋼帶排距800mm，錨索排距800mm，間距1800mm；錨索采用Φ17.8mm×10300mm的鋼絞線，保證錨索在堅硬頂板巖石里1500mm以上；每個錨索鉆孔安裝1根K2335和2根Z2360樹脂錨固劑。

2.4 頂板控制效果

通過在回撤切眼內布置測點，對回撤切眼內頂板下沉量和掩護支架的實際承載壓力進行監測分析發現：

（1）縮面期間，液壓支架沒有發生被壓死現象，回撤切眼內頂板下沉量95～788mm，平均下沉量為520mm，最大下沉量788mm，下沉速度為45～171mm/d，平均下沉速度為121mm/d。

（2）縮面期間，通過對回撤切眼內支架阻力的監測可知，頂板壓力置換區域最大，支架工作阻力均值為9422.8kN，占支架阻力額定值的94.2%，支架阻力利用率高，能滿足回撤切眼頂板支護強度要求。

3 結語

29211不規則工作面首次縮面工程歷時9天完成，直接推過115m長的回撤切眼，用已經形成的輔運巷道（回撤切眼）做支架回撤通道，攻克了縮面端頭過渡架、排頭架、后部運輸機尾相應空間頂板控制的技術難題，順利實現了縮面，保障了工作面正常回采接續。本次縮面工程，多采煤量約75萬噸，成功避開了小窯采空區，取得了較好的經濟效益，為礦井安全開采創造了良好條件。

作者簡介：

李馨（1986-），男，山西朔州人，助理工程師，2010畢業于河南理工大學采礦工程專業，現任在井工二礦綜采隊工作。