傾斜綜放工作面停采期間支護技術研究

姜志勛

（晉能控股煤業集團北辛窯煤業有限公司，山西 忻州 036700）

礦井傾斜綜放工作面安全高效的回采是確保礦井穩產增效的前提。隨著采煤設備機械化程度的不斷提高，容易導致工作面接替緊張的情況。因而，為了提高采煤工作面的接續率，同時順利保障工作面設備安裝回撤是現代化礦井經常面對的問題，這就要求工作面在停采期間做好支護技術管理[1-2]。做好傾斜綜放工作面末采期間頂板支護是保障礦井高產高效的又一個重要環節[3-5]，選取適當的施工技術工藝，能夠保障停采支護以及設備回撤期間安全高效，降本增效。盡管目前對于綜放工作面停采支護技術研究比較成熟，但是，對于傾斜綜放工作面停采支護技術需近一步完善，考慮到煤礦井下特殊的作業環境，充分利用井下有限的空間資源，特開展傾斜煤層綜放工作面停采期間支護技術研究。

1 工程概況

某礦8103工作面為礦井首采工作面，工作面傾斜長度180 m，開采石炭系太原組2號煤層，煤層平均傾角25°，煤層平均厚度5.6 m，采用綜采放頂煤開采工藝，采高3.3 m，放煤厚度2.3 m。工作面裝備ZFQ13000/25/38型低位放頂煤液壓支架和SL500型采煤機，過渡架為ZFQG13000/27.5/42型。采用全部垮落法管理采空區頂板。

2 停采支護技術研究

2.1 停采線位置的確定

初步確定停采線位置為保護煤柱線，在實際工作中，工作面停采前需將停采線位置布置在受周期來壓影響較小的區域。根據周期來壓步距、最后一次來壓位置、煤層傾角等因素綜合考慮，確定停采線位置頭巷采位至工業廣場保護煤柱線，尾巷滯后頭巷16 m。

2.2 末采期間采煤距離的確定

根據距停采線35 m處鉆孔柱狀圖，以及工作面日常礦壓觀測結果，工作面圍巖較不穩定，支架工作阻力平均36 MPa，周期來壓步距50 m。從煤層覆巖結構、礦壓觀測和提高煤炭回收率等方面綜合考慮，確定工作面末采只進行采煤，不進行放煤的距離為20 m。

2.3 工作面兩順槽補強支護

8103工作面超前壓力對順槽影響不大，巷道無明顯礦壓顯現現象，但工作面停采時應力持續作用時間較長，為確保巷道安全需提前對兩順槽進行補強支護。

兩順槽原支護形式為錨桿+錨索+鋼帶支護，錨桿規格為Φ20mm×2200mm，間排距800mm×800mm；錨索規格為Φ17.3 mm×7 300 m，間排距2 100 mm×2 400 mm，3-2-3布置；W鋼帶規格為250 mm×4 mm，鋼帶與巷道寬度相對應。

補強支護范圍為停采線內16 m，停采線外20 m，補強支護采用4.5 m三眼錨索梁。錨索規格Φ21.8 mm×7 300 mm，錨索間距1.9 m，梁為11號工字鋼，排距1 600 mm。兩順槽補強支護必須在距離停采線30 m前完成，施工順序按照由里向外進行，并確保錨索梁接頂嚴實。

2.4 工作面停采支護方式

2.4.1 鋪聯網工藝

工作面到距停采線16 m時開始鋪網，考慮到石炭紀系煤層頂板較不穩定，選擇聚酯纖維柔性網，沿工作面傾向分三段鋪設，網片規格為65 m×18 m。三張網片在工作面中部搭接，搭接重疊部分不得小于3 m。每個搭接網頭沿工作面傾向聯網三道。

2.4.2 停采期間工作面頂板支護

工作面支護采用'錨桿+鋼帶+錨索+工字鋼+聚酯網'聯合支護方式。

支護材料規格如下：W鋼帶為4 000 mm×250 mm×4mm的3眼鋼帶，高強度預應力拱形托板規格150 mm×150 mm×10 mm，錨索為Φ21.8 mm×7 300 mm的鋼絞線，工字鋼為3.4 m長的11號礦用工字鋼。

支護工藝流程：距停采線16 m鋪網→距離停采線8.9 m打第一排錨索工字鋼梁（共打4排，排拒1.2 m）→距離停采線4.5 m打第一排錨索鋼帶（共6排，排距0.8 m）→打角錨桿（一排，煤壁到停采線位置）→支護幫錨桿（共4排）。

1）第1排-4排。距離停采線8.9 m處開始打4排與工作面平行的'錨索+工字鋼'，排距1.2 m。

2）第5排-10排。距離停采線4.5 m處開始，共打6排與工作面平行的“錨索+鋼帶”，排距0.8 m。

3）第11排。停止擴機道后，在機道頂板與煤壁交叉位置打一排與頂板呈45°~60°的角錨桿，錨桿端部增加W短鋼帶。

共布置4排“錨索+工字鋼”，6排“錨索+W鋼帶”?！板^索+工字鋼”相鄰兩工字鋼梁架間距200 mm，錨索間距1 800 mm，保證錨索布置在相鄰兩支架之間?！板^索+W鋼帶”錨索間距1 800 mm，相鄰鋼帶重疊200 mm，重疊部分均采用頭壓尾的方式。

2.5 末采鋼梁支護工藝要求

1）工作面順槽切頂線距停采線16 m時，在順槽切頂線位置分別打1個木垛，道木規格2 500 mm×200 mm×200 mm。工作面推進至距停采線12.5~8.9 m時頭尾各4架支架頂板施工3排錨索梁，排距1200mm。工作面推進至距停采線位置8.9 m時開始施工第1排二眼錨索梁支護，每推進1.2 m，依次施工第2、3、4排錨索梁。割煤期間通過移架確保工作面控頂距符合規程要求，支護期間通過伸前探梁保證端面距不大于340 mm（頂板破碎時，支架前探梁必須頂住煤壁）。

2）按照自尾向頭順序割煤，采高保持在3.3 m，前部運輸機內堆積煤厚度不少于0.3 m，施工人員將網展開，確定好鋼梁位置，用2根單體支柱將工字鋼梁托起，然后打錨索。

2.6 機道支護

錨索梁支護完成后，工作面每推進0.8 m支一排“錨索+鋼帶”，支護兩排（即第5、6排支護）后，支架停止前移。

支護工藝流程：鋪網→割頂煤→機道打鋼帶錨索→割底煤→打角錨桿→護幫。

支架停止前移后，距停采線3.5 m處開始擴機道。將所有支架的推移連接頭與前部運輸機摘開，使用單體支柱推移前部運輸機，采用遠程操作方式，將前部運輸機推出，同時將支架周圍浮煤徹底清理干凈后，將后溜鏈子拆開，縮減一節溜槽，使后溜頭完全縮入支架內（不影響端頭架、轉載機的前移），然后將運輸順槽的超前支護、端頭架隨轉載機及前部溜一起向前推移，及時進行支護，直到機道寬度達到3.5 m。

1）第4排錨索梁施工完畢后，按照由尾至頭方向每割一刀，工作面推進0.8 m，施工第5排W型鋼帶+錨索支護，先割上刀煤，然后用單體支柱配合半圓木將網托起，作為臨時支護,單體支柱間距1.75 m。最后進行錨索+鋼帶支護，待第5排支護施工完畢后，從頭向尾割底煤并掃浮煤。按照上述順序施工第6~10排支護。

2）第10排支護完畢后，工作面推進0.5 m，在工作面機道與煤壁相交處，支設一排角錨桿，角錨桿規格Φ20mm×2000mm，短鋼帶規格為450mm×250mm×4 mm，間距1.75 m。

2.7 工作面護幫支護

采用Φ20 mm×2 000 mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，配合單層金屬菱形網與聚酯網支護，錨桿間排距為1.75 m×1.0 m，共計四排幫錨桿，托盤使用150 mm×150 mm×10 mm高強度預應力拱形托板。

3 結論

8103傾斜綜放工作面采用工作面支護采用“錨桿+鋼帶+錨索+工字鋼+聚酯網”聯合支護方式，確保了工作面末采階段支護安全高效。該傾斜工作面停采支護技術的應用對本礦井及和國內相似條件的礦井具有重要借鑒意義，同時為集團公司編制工作面停采技術規范企業標準提供了良好的成功經驗。