綜采工作面停采期間頂板支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用研究

鄒曉緯

（同煤集團(tuán)云岡礦工程一隊，山西 大同 037017）

云岡礦主要是開采大同侏羅紀(jì)煤層，現(xiàn)階段主要開采南部12#煤層410 盤區(qū)工作面。為了確保停采時的巷道穩(wěn)定、設(shè)備能安全撤回，避免出現(xiàn)壓架事故，根據(jù)410 工作面停采時出現(xiàn)的礦壓規(guī)律，適當(dāng)?shù)夭扇〉葔夯蜃寜旱仁侄?，以提升巷道的穩(wěn)定性[1]。

1 概況

云岡礦井田內(nèi)煤層比較穩(wěn)定，煤層傾角較平緩，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，斷層少，水文地質(zhì)條件簡單。410 盤區(qū)已開采2 個綜采面，其基本情況見表1[2]。

工作面?zhèn)雾敒樘假|(zhì)泥巖，局部節(jié)理發(fā)育，厚度0.2～0.9 m；直接頂是灰白色中砂巖和粉細(xì)砂巖，厚度14.6～21.44 m，水平層理發(fā)育；直接底是灰白色細(xì)砂巖和粉細(xì)砂巖，層理較發(fā)育，厚度3.31～5.96 m，整體煤層呈南低北高的單向斜度構(gòu)造，局部含有一層矸石，平均厚度0.6 m。81001 巷寬5.3 m，高3.5 m，81003 巷寬5.9 m，高3.6 m。

2 停采位置及頂板固化

2.1 停采位置

在確定停采位置時，要考慮礦壓以及停采位置的實際水文地質(zhì)條件，為停采工作提供保障。另外，還要分析支架阻力的變化情況，規(guī)范工作人員的操作能力，確保得到真實可靠的數(shù)據(jù)。

停采線位置的礦壓要相對穩(wěn)定，不能預(yù)設(shè)在周期來壓的區(qū)段。根據(jù)實際礦壓規(guī)律對周期來壓步距進(jìn)行分析，以確定停采位置，并對礦山壓力及時進(jìn)行釋放。在礦山壓力釋放完，向前推進(jìn)2～4 m 后再停采，確保支架及頂板壓力相對穩(wěn)定。初步確定工作面停采的距離為30 m，如果頂板顯現(xiàn)出明顯的礦壓變化且局部帶有破碎，則要根據(jù)實際情況來確定停采線的位置。

2.2 頂板固化

對停采頂板進(jìn)行固化，采用馬麗散注射的方法[3]。根據(jù)鉆孔窺視出的結(jié)果，在頂板上方4～9 m 處發(fā)現(xiàn)頂板有破碎，馬麗散的擴(kuò)散半徑一般為3.5 m，在75°仰角方向處向工作面打深6 m、直徑42 mm的注射孔，注射孔間隔7 m，共打24 個注射孔，如圖1。在距離停采線10 m 時，在兩個端頭0°仰角且偏轉(zhuǎn)75°方向處向工作面打深6 m、直徑42 mm的注射孔，注射孔間隔2 m，共打8 個注射孔，如圖2。通過對頂板的固化為安全停采支護(hù)提供條件。

圖1 工作面馬麗散注射孔布置圖

圖2 工作面端頭馬麗散注射孔布置圖

3 停采支護(hù)方式

平行向前推進(jìn)工作面的頭尾，確保在到達(dá)停采線時工作面的頭尾是平行的，然后以停采線為基準(zhǔn)按照支護(hù)方式進(jìn)行逐步支護(hù)，完成支護(hù)作業(yè)。停采工作面的支護(hù)方式采用錨桿+鋼帶+錨索+預(yù)應(yīng)梁+組合錨索+金屬網(wǎng)+液壓支柱多種聯(lián)合支護(hù)方式。

3.1 鋪網(wǎng)

平行于工作面布置7 排錨桿+鋼帶，錨桿是左旋無縱筋的螺紋鋼，錨桿規(guī)格為Φ18 mm×2500 mm 和Φ18 mm×3100 mm，第1、2 排錨桿間距是1600 mm，第3～7 排錨桿間距是800 mm，鋼帶是三孔和五孔，尺寸是3500 mm×280 mm×4 mm，第1、2 排鋼帶間距是3300 mm，第2、3 排鋼帶間距是2100 mm，第3～7 排鋼帶間距是900 mm，相鄰兩排鋼帶間交錯布置3.5 m 的錨桿。

3.2 支架主梁支護(hù)

當(dāng)支架前探梁一端距離停采線9.9 m 時，在支架主梁上布置與工作面平行的錨索+預(yù)應(yīng)梁，每布置一排錨索+預(yù)應(yīng)梁，向前推進(jìn)0.8 m，再布置第二排，以此類推，共布置9 排預(yù)應(yīng)梁。錨索尺寸是Φ17.8 mm×8000 mm，間距是1.0 m，錨索之間相互交錯布置，配合使用4800 mm×300 mm×3 mm的W 型鋼帶[4]。

在支架停止移動時，垂直于支架主頂梁布置兩根液壓支柱，將支柱底部緊靠在支架底座箱兩個前靴的邊緣。在支柱和支架主頂梁的接觸面上墊上木楔，防止支柱脫落，及時觀察礦井壓力，如果出現(xiàn)頂板的壓力太大導(dǎo)致支柱支架出現(xiàn)自動降落，要根據(jù)實際情況在支架的主頂梁下布置支柱。

3.3 頂部及兩幫支護(hù)

對工作面頂部和兩幫鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)，在距離停采線16 m 處開始對頂部鋪設(shè)雙層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)長寬4000 mm×2000 mm，網(wǎng)孔50 mm×50 mm。對兩幫布置4 排錨桿+鐵托板，錨桿是左旋無縱筋的螺紋鋼，尺寸是Φ18 mm×2500 mm，鐵托板尺寸BHW450 mm×280 mm×5 mm，最上面一排錨桿到頂板的距離400 mm，排距1000 mm，間距1000 mm。

3.4 機(jī)道支護(hù)

在機(jī)道處布置兩排組合錨索，組合錨索有五根，尺寸分別是兩根Φ17.8 mm×8300 mm，兩根Φ17.8 mm×6300 mm 和 一 根Φ17.8 mm×10 300 mm，五孔鋼板托板，尺寸600 mm×600 mm×16 mm，兩排錨索的間距3.5 m，排距1.8 m，相互交錯1.75 m。在機(jī)道工字鋼前端梁頭400 mm 處布置一個單根液壓支柱，上端用纖絲拴住，確保穩(wěn)固。

3.5 兩巷補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

對兩巷采用組合錨索的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方式，在頂板破碎處要額外鋪設(shè)一層菱形的金屬網(wǎng)。81001 巷在停采線內(nèi)13 m，停采巷外19.5 m 處，沿巷道中間的兩側(cè)距離巷道中間1.0 m 處布置2 排組合錨索，間距5.0 m，相互交錯2.5 m，托板是五孔鋼板，尺寸600 mm×600 mm×16 mm，組合錨索中間錨索尺寸Φ17.8 mm×10 300 mm，其余錨索尺寸是兩根Φ17.8 mm×6300 mm 和兩根Φ17.8 mm×8300 mm。81003 巷在停采線內(nèi)13 m，停采巷外7 m 處，布置相同的組合錨索。

3.6 效果

通過對不同的區(qū)域使用不同的組合支護(hù)技術(shù)，使用錨桿和鋼帶聯(lián)合支護(hù)方式對頂板支護(hù)及后續(xù)的撤機(jī)架起到很好的效果；錨索和預(yù)應(yīng)梁的有效配合，加強(qiáng)了臨時支護(hù)，保證撤機(jī)架的安全；使用雙層金屬網(wǎng)對破碎的頂板進(jìn)行保護(hù)，減少扯網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生；采用錨桿和鐵托板護(hù)幫，解決了片幫大離層問題，縮短了支護(hù)施工周期，節(jié)省了停采支護(hù)使用材料，同時提高了設(shè)備回撤的安全性。

4 結(jié)論

（1）使用馬麗散對出現(xiàn)破碎的頂板進(jìn)行固化，確保頂板的完好，為停采作業(yè)提供條件；

（2）根據(jù)工作面實際情況，采用錨桿+鋼帶+錨索+預(yù)應(yīng)梁+組合錨索+金屬網(wǎng)+液壓支柱多種聯(lián)合支護(hù)方式，對頂板進(jìn)行有效支護(hù)；

（3）云岡礦工作面停采支護(hù)實踐結(jié)果表明：采用合理的停采工藝，大大縮短了停采支護(hù)施工周期，節(jié)省了停采支護(hù)使用材料，同時提高了設(shè)備回撤的安全性。