綜采工作面兩巷及端頭支護管理綜合措施研究

許會成

（山西晉煤集團澤州天安恒源煤業有限公司，山西 晉城 048007）

1 概況

山西晉煤集團澤州天安恒源煤業為資源整合礦井，生產規模60萬t/a。批準開采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層穩定夾矸，夾矸平均厚度0.1～0.6m。直接頂為炭質泥巖，隨采隨落，厚度0～0.5m，平均厚度0.25m；基本頂為K2灰巖，屬于穩定堅硬巖層，厚度7.2～9.87m，平厚度8.63m；直接底為泥巖，局部相變為泥質砂巖，厚度0.56～3.6m，平均厚度2.08m；基本底巖性為鋁質泥巖，厚度9.6～9.7m，平均厚度9.65m。工作面傾斜長度107m，走向長度350m，工作面的北面、東面為未采區，南面為工廠保護煤柱，西面為15101工作面采空區；上覆3#煤層已采；地表為丘陵地帶，大部分為耕地。151303工作面采用傾斜長壁一次采全高全部垮落后退式綜合機械化采煤法。工作面進、回風順槽均為矩形斷面，頂板均采用錨桿、錨索聯合支護，兩幫均采用錨桿支護。

2 兩巷及端頭管理綜合措施

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

2.1 兩巷超前支護措施

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

（1）嚴格執行超前支護間、排距支設規定。在煤壁線向外不少于20m的巷道中支設兩排單體液壓支柱。分別在轉載機兩側各支設一排單體液壓支柱。在距巷幫1.0m處各支設一排單體液壓支柱，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、巷道片幫嚴重時視具體情況增加支柱。

圖1 151303工作面兩巷及端頭支護示意圖

（2）單體柱加設防倒繩，實現防倒連鎖。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，實現防倒鏈鎖。

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

（4）加強兩巷端頭支架與煤壁支護管理。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，排距1m，間距與超前支柱間距保持一致，若因設備影響，無法保持一致時，可適當調整，但單體柱與設備或煤幫之間應留有不小于100mm的安全間隙，防止單體柱受側壓后損壞。根據現場條件，可適當調整單體柱位置，但必須保證留有不小于0.8m寬的安全出口。若超前支護段巷幫片幫嚴重或安全出口處擴幫后，應及時在片幫及擴幫地段支設貼幫柱，并用背板背緊背實。

2.2 機頭和機尾端頭架拉架措施

工作面機頭和機尾均采用ZT16000-16/30型端頭支架和DW31.5型單體液壓支柱支護頂板。端頭支架操縱方式為手動快速本架操縱，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柱替掉，將端頭架煤柱側的點柱回掉，然后開始拉端頭架；拉端頭架時必須閉鎖工作面刮板輸送機、轉載機、破碎機，先拉端頭1＃架，再拉端頭2＃架，交錯邁步向前拉；拉過后，將端頭架兩側支設的單體液壓支柱檢查一遍，如發現有松動現象，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機頭是否推到位，確認到位后方可繼續進行作業。推移支架時，嚴禁人員站在支架架間或煤柱側，嚴禁同時降架、拉架；拉架時認真觀察端頭架的尾梁，以防兩架相互咬架。

2.3 兩巷切頂柱支護措施

（1）嚴格執行機頭機尾切頂柱間、排距規定。兩巷切頂柱采用單體液壓支柱支設按照以下要求進行操作：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，先在切頂柱與第二排柱中間打設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，嚴禁先推移支架后回柱。

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

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

3 結語

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