雙硬條件下低位放頂煤工作面斷層帶停采支護技術研究

張 杰

（大同煤礦集團有限責任公司云岡礦，山西 大同 037017）

引言

大同煤礦集團有限責任公司云岡礦（全文簡稱云崗礦）建于1973年，屬于同煤集團主要生產(chǎn)礦井之一，目前礦井進入資源遞減階段，礦井煤層賦存復雜，地質構造多，工作面開采日趨困難，特別是當?shù)臀环彭斆和２删S護遇到地質構造的影響時，困難更大。因此，圍繞云岡礦12號層8617工作面停采支護時的支護技術進行研究，將有利于開采工作的順利進行。

1 工作面概況

12號層406盤區(qū)8617工作面，屬低位放頂煤開采，煤層開采厚度在6.1～8.6m之間，平均厚度為7.2m；工作面南北走向長1 014m，傾斜長165m。煤層傾角為1°～6°。直接頂為中細粒砂巖與砂質頁巖互層，平均厚度為26.7m；偽頂為粉砂巖，厚度約為0.8m；直接底為粉細砂巖互層，平均厚度為11.4m。開采過程中通過巷道揭露推斷，在工作面停采位置頭部有一條落差2.0～5.0m、尾部有一條落差1.7～3.95m的斷層。

工作面設備，指艾科夫SL－500采煤機1臺；ZF10000／25／38支 撐 掩 護 式 液 壓 支 架 88 架；ZFG10000／25／38H 過渡支架7架，ZTZ20000／25／35端頭支架1組，SGZ－1000／1050型刮板運輸機兩部。

2 斷層停采處支護技術

2.1 巷道頂板及煤壁維護

1）2617－2工藝巷與5617－1頂回風巷停采線以里10m，以外5m，共計15m，均在頂板鋪網(wǎng)打注錨索鋼梁，鋼梁長3m，間距為1.5m，眼距為2m，錨索長4m；在兩幫掛網(wǎng)打兩排護幫錨桿，間距1.5m，排距1.5m，最上一排距頂板0.5m。

2）2617巷停采線以里20m，以外10m，共計30m；5617巷停采線以里15m，以外10m，共計25m，均采用鋪網(wǎng)打注錨索鋼梁，鋼梁間距為1.5m。2617巷采用4m長，眼距均為1.5m的三眼錨索鋼梁。5617巷使用3m長，眼距2m的雙眼錨索鋼梁；錨索長8m。

2.2 鋪網(wǎng)

1）工作面的鋪網(wǎng)范圍包括：工作面、兩端頭，其中兩端頭的網(wǎng)要求鋪滿頂板，靠工作面?zhèn)扰c工作面網(wǎng)搭接20mm聯(lián)結實，靠下幫側與幫網(wǎng)搭接20mm聯(lián)結實。

2）當工作面推進至距停采線20m時，開始鋪設單層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)的規(guī)格是4m×2m的8號菱形金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)長邊沿工作面傾向方向鋪設。

3）壓網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)要求：上第一茬網(wǎng)時，注一排壓網(wǎng)錨桿鋼帶，鋼帶采用長3.2m，眼距0.9m的四孔鋼帶，錨桿采用18mm×1 700mm螺紋鋼錨桿；相鄰兩塊網(wǎng)的長邊聯(lián)網(wǎng)使用雙股14號鉛絲，網(wǎng)與網(wǎng)的搭接段長度保持在200mm以上，并對成雙排，排距不大于150mm，扣距不大于200mm，呈“三花”型，網(wǎng)扣必須擰緊擰牢，相鄰兩塊網(wǎng)的短邊續(xù)聯(lián)用菱形金屬網(wǎng)本身的網(wǎng)絲呈“S”型穿入與邊絲擰接；待采煤機滾筒沿工作面方向割過15m后，前移支架后方可將金屬網(wǎng)逐片放下聯(lián)網(wǎng)。移架時，要先降下前探梁，并用長柄工具托起金屬網(wǎng)，保證鋪網(wǎng)質量。停架后要保證整個工作面所鋪金屬網(wǎng)壓入古塘的落地長度不小于1.5m。

2.3 錨索與馬麗散維護頂板

1）該工作面停采支護采用錨索支護頂板（如圖1），共布置十排，支架上的五排錨索上4m長兩孔鋼梁，眼距1.75m；機道第一排采用單點錨索與錨索組相結合，單點錨索上350mm×350mm×10mm的鋼托板，錨索組上500mm×500mm×12mm的鋼托板；機道第二排為單點錨索上350×350×10mm的鋼托板；錨索注在支架間的夾縫中（或夾縫沿線）；機道走向鋼梁用兩排錨索鎖緊；對正支架中線布置；錨索均采用8m長的鋼絞線；最后一排為角錨索，采用4m長鋼絞線，0.8m短鋼梁。所有鋼梁燙眼處全部上100mm×60mm×10mm鋼板墊片，單點錨索與錨索組鋼板燙眼處全部上100mm×100mm×10mm鋼板墊片，避免頂板壓力大時將鋼梁或鋼板眼拽穿。

圖1 8617綜放工作面停采支護剖面圖（mm）

2）當工作面分別推進至距停采線10m、8.4m、6.8m、5.2m、3.6m 位置時，分別注一排錨索鋼梁，錨索全部注在支架的夾縫沿線。錨索與錨索間距為1.75m。鋼梁采用4m的11號工字鋼（2617－2及5717－1空巷處采用6.5m 鋼梁），并在錨索上帶100mm×60mm×10mm的小墊片，上鋼梁時必須將金屬網(wǎng)鋪平整壓緊，每一排鋼梁是隔一個支架上一根鋼梁，工字鋼正中放在該架前探梁上，與相鄰兩架前探梁兩邊分別讓出1m，架下一根鋼梁時應與上一根鋼梁搭接0.5m。鋼梁排與排之間按三花形式交錯布置。

3）當工作面分別推進至距停采線2.4m位置時，注一排錨索，采用單點錨索與錨索組相結合，錨索與錨索間距為1.75m，每兩個單點錨索結合一個三孔錨索組。

4）當工作面分別推進至距停采線1.2m位置時，注一排單點錨索，錨索與錨索間距為1.75m。

5）在工作面機道斷層附近、頂板破碎處，待上打完錨索以后對其布眼注射馬麗散，眼距3m，孔深5～6m，眼口距工作面0.5m，鉆孔仰角45°～60°。

2.4 加固走向鋼梁

1）走向鋼梁采用3m長的11號工字鋼，垂直工作面煤壁在支架中心線上布置，用錨索固定，鋼梁燙兩個眼，眼距2m，錨索長8m。

2）2617－2工藝巷及5617－1頂回風巷下不架設走向梁。而改為在機道內(nèi)架設三道錨索傾向鋼梁加強支護。距煤壁距離分別為0.2m、1.2m、2.4m。鋼梁長均為6.5m，錨索眼距為5.9m。

3）錨索鋼梁上100mm×60mm×10mm的鋼板小墊片，以上工作全部結束后，在走向鋼梁與頂板接觸不嚴密的地方用木楔子或板皮剎緊背牢。

4）在中部支架因特殊原因而無法更換立柱的主頂梁下前后立柱間各支兩根規(guī)格為2.5m的帶道木柱帽的單體柱，且要升緊、升牢。在前探梁下支一根規(guī)格為3.5m的圓木，用木楔子背緊。

2.5 注角錨索及煤壁注錨桿

1）工作面擴完機道后，工作面打一排角錨索，角錨索間距為1.75m，角錨索采用4m長鋼絞線，用0.8m的短鋼梁鎖緊。

2）迅速續(xù)聯(lián)護煤壁網(wǎng)，要求至少下垂至距底板不大于0.5m處，然后布置三排壓網(wǎng)護幫錨桿支護，間距1m，排距1m，上排距頂板0.5m，下排距底板1m，錨桿采用18mm×1 700mm圓鋼錨桿，采用350mm×250mm×5mm短鋼帶上緊。

3 結語

本工作面斷層對工作面停采影響較大，工作面斷層處頂板破碎。通過嚴把安全技術關，做到了超前防范，并制定嚴密的安全技術組織措施，包括提前根據(jù)周期來壓步距選擇合適的停采位置，在工藝巷、頂回風巷及兩順槽護幫護頂，在支架上采用錨索鋼梁維護頂板，機道采用單點錨索與錨索組相結合，走向鋼梁用錨索鎖緊，打角錨索及三排護幫錨桿，調整了停采支護參數(shù)等，有效地控制了斷層對工作面停采的影響；并在支架切頂線往里1m打一排錨索，減小了類似設備停采的機道寬度。這為安全停采提供了強有力的保障，創(chuàng)造了可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。