高地應力大采長綜采工作面兩巷超前動壓區(qū)擴修與支護技術研究

戴鵬

（中國平煤神馬集團十一礦，河南 平頂山 467000）

隨著綜采技術的日益成熟，工作面單產(chǎn)能力已日趨平穩(wěn)。為了突破現(xiàn)有的工作面單產(chǎn)瓶頸，近年來，許多礦井進行了新的嘗試。在原有的開采條件下，增加工作面長度，是提高工作面單產(chǎn)能力的有效方法。發(fā)展大采長工作即能夠大幅度提高工作面的儲量和單產(chǎn)能力，又降低了開掘成本，緩解了采掘接替壓力，但是也帶來了新的難題和挑戰(zhàn)。

隨著工作面長度增大，采動影響范圍加大，片幫、離層、頂板下沉量明顯增大，機、風兩巷維護困難，將嚴重制約工作面生產(chǎn)安全。而傳統(tǒng)采長200m以內(nèi)工作面圍巖控制技術已不適用。因此，解決由采面增長帶來的一系列問題，是成功發(fā)展大采長工作面的關鍵。

平煤股份十一礦于1979年投產(chǎn)，最初設計年生產(chǎn)能力為60萬噸，通過不斷發(fā)展目前年生產(chǎn)能力已達320萬噸。戊9-10-22040綜采工作面是十一礦首個采長超過260m的大采長綜采工作面。該工作面的順利回采，將極大緩解十一礦的生產(chǎn)壓力。針對首次回采堅硬頂板條件下的大采長工作面，如何解決高地應力條件下的圍巖控制，對于工作面實現(xiàn)安全高效回采具有重要意義。

一、工作面概況

戊9-10-22040工作面煤層埋深841.5～884.0m，南部與其相鄰的戊9-10-22020采面于2017年2月回采結束。戊9-10-22040工作面于2018年2月23日中班開始初采初放，上部風巷范圍內(nèi)沿走向礦壓顯現(xiàn)明顯，巷道變形大。主要原因為：一是其下部相距170m左右的己組煤層已采動影響所致。二是其相鄰的戊9-10-22020老空影響所致。戊9-10-22020老空因煤柱僅有6.0m左右，加劇了風巷動壓顯現(xiàn)強度。因此，在回采過程中，風巷煤壁線外40m范圍內(nèi)，原有錨網(wǎng)巷道規(guī)格由2.6m高×5m寬、斷面13m2，嚴重變形為1.5m高×1.5m寬、斷面2.25m2，已不能保證正常的通風斷面和行人安全，嚴重制約采面的正常推進。面對巨大的開幫、拉底量，鋪設40T溜子向采面出渣的方式已不適用改工作面。

二、應用技術與效果

根據(jù)開掘隊伍施工經(jīng)驗，采用在綜采工作面超前外段安裝P-30型耙斗機配合電滾筒牽引伸縮式小皮帶的方式向采面運輸機出渣，具體工序為：松動爆破落巖（開幫、臥底）→打高強錨桿、錨索配合鋼笆網(wǎng)支護新開巷道頂板→出渣→打高強錨桿配合鋼笆網(wǎng)支護新開巷道下幫。

（一）高地應力巷道擴修一次成巷技術

在對巷道擴幫、拉底時，主要是底板巖石難以開動，因此，松動爆破目標主要針對下部1.5m高×6m寬的巖石，而上部煤體在巖石爆破后，會自行垮落。采用YT—28型氣腿鑿巖機打鉆。采用雙排眼布置方式，孔徑42mm，孔深1.8m。底眼距底板0.2m，間距0.5m，最下幫炮眼距下幫0.2m，共布置11個。頂眼與底眼平行布置，間距0.5m。頂眼呈15°上挑，底眼呈15°下扎，偏差不大于5°，每眼裝藥440g，使用安全等級不低于三級的煤礦許用炸藥，雷管使用毫秒延期電雷管，最后一段延期不得超過130ms。可以根據(jù)實際情況減少眼數(shù)和藥量。

（二）巷道一次支護技術

根據(jù)風巷圍巖失穩(wěn)破壞變形特征及應力分布狀況，自頂板向上至基本頂，應力損失呈遞減趨勢并在基本頂處達到穩(wěn)定；因此，在支護選擇上，基本頂穩(wěn)定巖層向下至頂板自由面依次增強補充應力損失。同時，為抑制直接頂泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤線遇水膨脹特性，減少新開巷道頂板懸頂面積，增加頂板的整體性和穩(wěn)定性，最終選擇高強錨桿、錨索配合鋼笆網(wǎng)聯(lián)合支護形式。

頂錨桿采用φ22×2600mm高強錨桿，間排距為800×800mm；下幫錨桿采用φ22×2600mm高強錨桿，間排距800×800mm；網(wǎng)采用2400mm×1000mm鋼笆網(wǎng)，線徑φ4mm，孔徑40mm×40mm；錨索采用Ф22×6000mm錨索，間排距1400mm×1400mm。

三、結論

在戊9-10-22040綜采工作面風巷超前段擴修巷道期間探索出的全新工藝，取得了巷道一次擴修效率高、職工勞動強度小、支護強度大的效果。在十一礦尚屬首次，該工藝的成功推行，將大幅提高高地應力大采長綜采工作面風巷超前外巷道擴修工作的效率，并為十一礦乃至整個平煤集團高地應力條件下綜采工作面兩巷超前的擴修工作，提供寶貴經(jīng)驗和技術支撐。