增子坊煤礦8115工作面過U型棚支護工藝的實踐應(yīng)用

龐晉中

（晉城市能源局，山西 晉城 048000）

1 工作面概況

朔煤鐵峰增子坊煤礦8115工作面位于301盤區(qū)北部。西為301盤區(qū)巷,南鄰已采8113工作面，北、東部均為實煤體。工作面標(biāo)高1230.7～1265.5m，本工作面可開采煤層為5#煤層，煤層賦存較穩(wěn)定，煤層平均傾角為4°，煤層平均厚13.10m。工作面兩巷為2115運輸順槽與5115回風(fēng)順槽，兩巷均為U型棚支護，其中，2115運輸順槽U型棚支護區(qū)在116m～193m 范圍、353m～618m 范圍；5115 回風(fēng)順槽U型棚支護區(qū)在123～300m范圍。巷道采用U29鋼棚支護形式，頂板及煤壁兩幫用水泥背板密背，8115工作面現(xiàn)已采至60m處，隨著工作面的正常推進(jìn)，工作面進(jìn)入圍巖壓力增高區(qū)，其超前支護方式、及端頭支護方式將發(fā)生改變，為安全順利的回采過U型棚，需制定工作面施工組織措施。

2 支護工藝

2.1 2115運輸順槽超前支護

2115超前支護采用“一梁兩柱”的支護方式，即單體柱配合4.8mπ型金屬頂梁進(jìn)行支護，梁與巷道走向垂直，于頂板居中布置，超前支護距離50m。支設(shè)于皮帶兩側(cè)、轉(zhuǎn)載機兩側(cè)人行道，即靠煤柱支護一排，工作面?zhèn)戎гO(shè)一排單體，排距4.5m，柱距均1.0m。單體柱采用DW45-250/110X型單體柱。

單體柱支在U型棚棚梁與棚腿卡接處，可使單體能夠有效支護。單體柱支設(shè)距棚腿0.5m的棚梁支座上（支緊不破壞頂板面及棚梁），支設(shè)兩排，排距4m，間距1m，支柱頂端墊木楔，保證接頂有力，不打滑。2115巷棚區(qū)超前支護斷面示意如圖1所示。

圖1 2115巷U型棚區(qū)超前支護工作斷面示意圖

2.2 5115回風(fēng)順槽超前支護

5115巷超前支護采用“一梁三柱”進(jìn)行的支護方式，即單體柱配合4.5 mπ型金屬頂梁進(jìn)行支護，梁與巷道走向垂直，于頂板居中布置，超前支護距工作面支護距離50m。工作面?zhèn)纫慌艈误w柱距工作面幫0.7 m處支設(shè)，三排之間排距為2m、1m，柱距均1.0m。單體柱采用DW45-250/110X型單體柱。

單體柱打到U型棚位置時，單體一排打在U型棚中間（支緊不破壞頂板面及棚梁），支設(shè)三排，排距2米，間距1m，其余兩排距棚腿0.5m，支柱頂端墊木楔，保證接頂不打滑。5115巷U型棚區(qū)超前支護工作斷面示意如圖2所示。

圖2 5115巷U型棚區(qū)超前支護工作斷面示意圖

2.3 2115運輸順槽綜掘支護

2115運輸順槽采用錨+索+角錨索+網(wǎng)聯(lián)合支護，頂、幫錨桿采用φ20×2200mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間、排距均為1000mm×900mm；錨索采用φ17.8×8000mm 1860級低松弛鋼絞線，“三二三”布置，間距1600mm，排距2000mm；角錨索采用錨索φ17.8×8000mm 1860級低松弛鋼絞線，托板采用600mm長的11號工字鋼，每2m布置一對，且錨固長度不得小于1500mm，必須錨固在穩(wěn)定煤巖層內(nèi)；金屬網(wǎng)采用8#鉛絲編織50×50mm菱形網(wǎng)；頂、幫均采用W型鋼帶，規(guī)格分別為4800×150×3mm，450×280×3mm。

如頂板破碎時，鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)，上雙網(wǎng)時網(wǎng)的長邊搭接0.5～0.6m；聯(lián)雙排，上排每米不少于7扣，下排每米不少于3扣，每扣扭結(jié)不少于兩圈半，金屬網(wǎng)長邊下垂必須超出排頭、排尾架護幫板，否則必須進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，2115端頭采用1#端頭支架（兩架一組）支護頂板。

2.4 5115回風(fēng)順槽綜掘支護

5115回風(fēng)順槽在綜采工作面推進(jìn)過程中，頂板及巷道兩幫選用支護工藝與2115運輸順槽相同，在端頭支護工藝上進(jìn)行調(diào)整，支護施工工藝為：5115回風(fēng)順槽端頭支護使用過渡支架支設(shè)巷道寬度的一半以上，其余部分支設(shè)單體液壓支柱配金屬頂梁，配合2m+0.8 m長的Л型金屬頂梁。若103#支架與5115巷煤柱幫之間的距離超過0.8 m時，應(yīng)支設(shè)單體支柱一排（一梁一柱），端頭支護長度：5m，6柱（單排），后起切頂線，前與超前支護間距1m。每增加0.7m，增加1排單體柱，柱距1.0 m。端頭支護的單體支護形式采用一梁兩柱或一梁一柱，梁采用2m或0.8 m的金屬頂梁。頂板破碎時根據(jù)需要鋪網(wǎng)加強支護，在單體柱間距合適的情況下上齊全防倒、防墜裝置。

3 注漿加固工藝

5#層301盤區(qū)8115綜采工作面推進(jìn)至150m時，因2115進(jìn)風(fēng)巷上部頂板（煤層）松軟，局部煤層風(fēng)氧化，工作面通過該區(qū)域時，巷道頂板破碎嚴(yán)重，工作面推進(jìn)速度大大降低，需對煤層松軟區(qū)頭部（1#、2#、3#過渡支架）注瑞米進(jìn)行加固。

3.1 施工方案

注孔采用單排兩眼布置，用錨桿機打孔、封孔器封孔，利用專用注漿泵注入瑞米達(dá)到加固的目的。注漿孔布置2115巷工作面煤幫在距頂板300mm處，孔間距5m，孔深L=5m，設(shè)計壓力為8～10MPa。以仰角25°～30°沿工作面傾向方向打孔，煤層注入瑞米用于加固頂板。通過注漿泵的高壓力，使瑞米充分注入煤層，達(dá)到加固的目的，防止片幫冒頂。8115工作面注瑞米平面示意如圖3所示。

圖3 8115工作面注瑞米平面示意圖

3.2 施工步驟

1）打孔及封孔，要求鉆孔直徑Φ=28mm，深度5m、傾角為26°；

2）把多功能泵及其附件組裝好；

3）開始注漿，把兩根吸料管分別插入瑞米樹脂A、B桶中，通過活塞的運動將原料注入輸送管，輸送到注射槍內(nèi)，并由注射槍注入煤層（注射壓力控制在9MPa左右），瑞米樹脂原料滲入裂隙后，能夠迅速充填裂隙，凝結(jié)成形，將注漿區(qū)域內(nèi)松散破碎的巖層加固為一個整體，抑制圍巖變形情況。

4）注漿順序從左到右進(jìn)行，并注意觀察注漿情況(壓力、漿液濃度及用量、鉆孔深度、封孔器的位置等)及效果；

換孔注漿，重復(fù)（2）-（4）的步驟，直至對區(qū)域內(nèi)所有漿孔完成注漿。

4 安全技術(shù)措施

1）在工作面推進(jìn)時，支架會出現(xiàn)“上竄下滑”，當(dāng)工作面液壓支架到煤柱幫之間的距離超過0.8m時，上下端頭應(yīng)支設(shè)單體支柱，每增加0.8m，增加一排單體支柱，柱距為1m，排距為0.7m。當(dāng)遇有頂板破碎、礦壓顯現(xiàn)強烈等現(xiàn)象時，柱距應(yīng)變更為0.8m，排距0.5m，若仍不能滿足支護強度應(yīng)根據(jù)實際情況縮小柱間、排距，使其滿足支護要求。

2）安排專人觀察頂板，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂，處理掉破碎的水泥背板。在拉移支架時，專人監(jiān)護。

3）過U型棚地段，如頂板破碎，下端頭103、102#架的頂梁升緊頂板，過渡架的頂梁與頂板接不實部分，用道木或木楔墊實。上端頭同樣進(jìn)行。

4）煤機割至U型棚位置時，放慢割煤速度，嚴(yán)禁煤機滾筒碰到棚梁。

5）上、下端頭棚區(qū)過渡支護期間，必須有跟班隊長和安監(jiān)員現(xiàn)場監(jiān)督指揮作業(yè)。超前支護區(qū)至端頭支護區(qū)頂板破碎時必須在原支護基礎(chǔ)上加密支護。

5 結(jié)語

增子坊煤礦8115綜采工作面推進(jìn)過程中遇U型棚支護地段，回采U型棚時導(dǎo)致圍巖壓力增高，為安全順利地通過該區(qū)域，對頂板超前支護方式端頭支護方式進(jìn)行設(shè)計，提出瑞米樹脂加固維護巷道破碎區(qū)頂板的措施，在該工藝的實施下，增子坊煤礦8115綜采工作面實現(xiàn)了對U型棚的快速回收，安全高效地通過了支護區(qū)域。