煤礦綜放工作面末采期間生產技術探析

褚乾鑫

（汾西礦業安監局，山西 介休 032000）

綜放開采工藝是厚煤層常用技術手段，受到一次開采厚度大因素影響，綜放開采工作面礦壓顯現強度一般較大，從而給回采巷道以及采煤頂板管理帶來一定影響[1-2]。采煤末采是實現綜放工作面安全收尾的關鍵環節，一般情況下綜放工作面末采期間通過不放頂煤方式降低礦壓顯現強度，為回撤通道以及采煤內頂板管理創造良好應力環境[3-4]。不同礦井由于開采的煤層復賦存條件、生產管理水平等差異，導致綜放工作面末采期間生產技術各有差別。文中即以山西某礦90506 綜放工作面為工程實例，對末采期間生產技術進行分析探討。

1 工程概況

90506 綜放工作面位于北翼5 采區中部，主要開采9 號煤層，煤層厚度5.9 m、傾角5°～10°，采放比為1∶1.5。9 號煤層賦存較為穩定，煤質為優質的無煙煤，頂底板巖性以砂質泥巖、中粒砂巖為主。

90506 綜放工作面位于DF05 斷層上盤，采面走向長度、傾向長度分別為500 m、230 m。工作面回采時使用到的綜放設備主要為MG 300/700-WD 采煤機、SGZ-830/800 刮 板 機、ZF6000/18/36D 支 架、DSJ1200/150/2×250 皮帶機，工作面推進采用采一放一生產工藝，推進速度平均3.2 m/d。

2 綜放工作面礦壓顯現分析

在90506 綜放工作面回采期間現場監測發現工作面頂板初次來壓、周期來壓步距均穩定在12～15 m，在采面來壓期間液壓支架工作阻力較小，一般介于3 000～3 590 kN。工作面開采的9 號煤層上覆巖層為砂質泥巖、中粒砂巖等導致，隨著采面開采頂板巖層可及時垮落。通過現場監測發現，工作面回采期間礦壓顯現不明顯。

為了掌握采面超前支承壓力影響范圍以及影響程度，在回采巷道內布置壓力計對超前支護用的單體支柱阻力變化情況進行測定。在1～4 號單體上布置壓力計，具體單體工作阻力測定結果見表1 所示。

表1 單體工作阻力測定結果

從表2 看出，90506 綜放工作面前方超前支承壓力分布隨著與采面間距縮小呈現先增加后降低趨勢；通過分析發現采前超前支撐壓力影響范圍為超前采面20 m 位置，其中應力峰值位置位于采面前方5.5～7.5 m 范圍內。

3 采面末采技術

3.1 技術準備

采面回采巷道斷面均為梯形，為了確保回采巷道圍巖穩定，采用組合錨索、12 號工字鋼以及墊片等對頂板進行支護。每組錨索懸吊5 排棚梁。支護使用的頂錨索、巷幫錨索規格分別為Φ17.8 mm×9 300 mm、Φ17.8 mm×5 300 mm。待采面運輸巷內帶式輸送機等設備回撤完畢后，使用型號DW-35 單體對巷道頂板、巷幫等進行補強加固。

在采面與停采線間距60 m 時，上述巷道錨網索支護必須施工完成；待采面回采至停采線位置時單體需布置完成。

3.2 采面末采工藝

采面末采期間回采工藝為：回收護幫幫、金屬網→采煤機割煤→液壓支架移架→推移刮板輸送機→伸出支架護幫板→聯網→回收護幫幫、金屬網。

采面回采至與停采線間距16 m 時進入到末采階段，在末采階段為降低礦壓顯現對回撤通道以及采區回采巷道穩定性影響，在此過程不放頂煤。末采階段采面共計割20 刀，采煤機截割第一刀后即開始在頂梁上鋪設菱形金屬網。具體末采階段開采工藝為：

在末采期割第一刀前沿著采面傾斜方向鋪設長度2 寸鋼管（長度共計230 m），并在鋼管上部鋪設金屬網，鋪設的金屬網（長、寬分別為10 m、0.8 m，網孔大小為50 mm×50 mm）長邊、短邊搭接長度分別為100 mm、200 mm，并間隔100 mm 用聯網絲將金屬網與鋼管綁扎固定。為確保采面推進過程中金屬網、鋼管等可順利上量，在支架前梁位置垂直頂板按照5 m間距施工一排錨索（規格Φ17.8 mm×5 300 mm）。

采面割第二刀煤時開始沿采面鋪設第二道金屬網，上層金屬網超前下層金屬網寬度的1/2，并間隔100 mm 用雙股鐵絲綁扎連接；聯網時近鄰的兩排金屬網短邊搭接口應錯開300～400 mm；采面割第三刀時在采面液壓支架頂梁金屬網上掛Φ28 mm 鋼絲繩，每割一刀掛一根鋼絲繩；鋼絲繩兩端固定到回采巷道頂板錨索上，鋼絲繩間隔800 mm 鋪設一根，在末采期間共計施工17 道鋼絲繩；采面割第14 時（即采面與停采線間距為4.8 m），開始在液壓支架頂梁前端施工一排頂錨索，直至停采線位置共計施工6排；采面從割煤15 刀開始進入到回撤通道施工過程，在15 刀割煤完成后即拆除液壓支架與刮板輸送機連接頭，期間使用單體推移刮板輸送機，在采煤機割一刀煤后即在頂板上施工一排頂錨索，割完最后一刀煤后在頂板、巷幫位置同時施工錨索對圍巖進行支護，同時使用單體支柱對頂板進行補強加固。

3.3 回采巷道加固

在采面回采巷道兩幫位置分別布置一排單體支柱控制巷幫以及頂板變形。在采面末采期間巷道圍巖始終保持穩定，可滿足綜放設備回撤需要。具體巷道加固現場見圖1 所示。

圖1 巷道加固現場圖

4 結語

采面在末采期間回采巷道、采面頂板始終保持穩定，采煤機截割形成的回撤通道可滿足綜放設備回撤需要。現場實踐表明，90506 綜放工作面采用的末采工藝合理，可滿足采面煤炭高效生產需要。