末采工作面頂板支護(hù)技術(shù)革新與應(yīng)用

　   前言
　　采煤工作面的末采工作，講究安全高效且便于支架的拆除回收，本文針對(duì)柳灣煤礦回采工作面末采做了研究，確保了安全高效的末采。
　　1 工作面基本情況
　　61114工作面所采煤層為太原組11#煤，煤層平均厚度為5.4m，煤層傾角0°～7°，平均4°左右。10#煤與11#煤層間距為3.15m，直接頂為3.15m厚的黑灰色泥巖，抗壓強(qiáng)度38.9MPa，10#煤平均厚度1.63m，直接頂為2.19m厚的黑灰色泥巖，抗壓強(qiáng)度38.9MPa，9#煤平均厚度1.53m，基本頂為5.6m厚的黑灰色K2石灰?guī)r，抗壓強(qiáng)度94MPa。基本底為4m厚的深灰色泥巖，含鋁質(zhì)遇水變軟膨脹，抗壓強(qiáng)度14.7MPa。
　　61114工作面開(kāi)采工藝為傾斜長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化放頂煤采煤法。頂板管理采用全部垮落法。工作面的順槽長(zhǎng)1989m，工作面采長(zhǎng)200m，放煤采用多口單輪順序均勻放煤。采高2.6m，放煤高度2.8m。工作面上方9#、10#煤已被小窯嚴(yán)重破壞，無(wú)法開(kāi)采，回采過(guò)程中工作面頻繁進(jìn)出小窯破壞區(qū)，頂板破碎情況明顯。為了解決上述難題，我們?cè)谀┎善陂g，參考同類(lèi)條件工作面，優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，解決上述問(wèn)題。
　　2 綜采工作面原支護(hù)方式和存在的問(wèn)題
　　2.1 原支護(hù)方式
　　原回采工作面末采中，支護(hù)形式具體為：工作面推進(jìn)到距停采線2.7m時(shí)，把液壓支架與運(yùn)輸機(jī)的連接銷(xiāo)摘開(kāi)，只移溜不拉架割最后四刀煤。第一刀割煤后在液壓支架頂梁上方插入π梁。π梁沿走向方向放置，每一個(gè)支架插兩根，互相平行，間距0.75m。π梁垂直于煤壁，梁頭距煤壁0.3m。第二刀、第三刀割煤后把支架上方的π梁每刀拔出0.6m。第四刀割煤后把π梁拔出使梁頭頂住煤壁，并及時(shí)在π梁的靠煤壁梁頭下支設(shè)一根單體液壓支柱。確保支護(hù)后的回架通道高度自底板至支架護(hù)幫板油缸下不低于2.6m，寬度自煤幫至支架伸縮梁端頭（收回時(shí)）不少于2.4m。
　　2.2 采用上述施工方法，主要存在問(wèn)題
　　①依靠穿π梁法支護(hù)頂板，頂板為被動(dòng)支護(hù)，受支護(hù)材料強(qiáng)度的局限，容易造成漏頂，掩埋支架;②人員在支架上方空頂作業(yè)，遇有頂板隱患時(shí)，容易被煤矸壓傷;③長(zhǎng)期反復(fù)作業(yè)，頂板的松動(dòng)圈發(fā)生了離層，給頂板的維護(hù)帶來(lái)了困難;④人員的操作復(fù)雜，安全措施針對(duì)性不強(qiáng)，給現(xiàn)場(chǎng)帶來(lái)了隱患。
　　3 優(yōu)化后的支護(hù)方式
　　參考經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化后61114工作面末采中，頂板支護(hù)形式具體為：工作面距停采線還有2.7m時(shí)，割煤時(shí)只移溜不拉架，采用錨—網(wǎng)—W鋼帶聯(lián)合支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，工作面割煤循環(huán)進(jìn)度為600mm，每割20～50m后（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂板情況而定），停機(jī)停溜，開(kāi)始平行工作面支護(hù)。錨桿支護(hù)采用Φ20mm×2.2m的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，配套一支MSCK2355（超快）和一支MSK2355（快速）型錨固劑，配合眼徑24mm的高強(qiáng)直眼托餅，壓3200mm×280mm×3mm的W鋼帶貼頂板支護(hù)頂板，錨桿預(yù)緊扭矩不小于190牛﹡m。工作面每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行一排錨桿支護(hù)。錨桿間排距為1.0m×0.6m。施工完畢后方可進(jìn)行下一循環(huán)。錨桿共計(jì)施工5排。
　　當(dāng)工作面局部頂板破碎或壓力較大無(wú)法正常施工錨桿時(shí)，可先在支架頂梁上方架設(shè)π型梁后在支架中間施工錨桿，托餅壓規(guī)格為400mm×280mm×3mm金屬托板貼金屬網(wǎng)支護(hù)頂板，錨桿預(yù)緊扭矩不小于190牛*m。工作面每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行一排錨桿支護(hù)。錨桿間距為1.5m，排距為0.6m，五花布置。
　　錨索支護(hù)采用Φ17.8mm×6.3m的鋼絞線，托板為300mm×300mm×16mm的鋼板，及相配套的錨具，錨索預(yù)緊力不低于140kN。錨索施工在第二排與第三排錨桿之間及第四排與第五排錨桿之間，錨索間距4.5m，排距1.2m，三花布置。確保支護(hù)后的回架通道高度自底板至支架護(hù)幫板油缸下不低于2.6m，寬度自煤幫至支架伸縮梁端頭（收回時(shí)）不少于2.4m。
　　4 經(jīng)濟(jì)效益分析
　　①實(shí)現(xiàn)了工作面安全高效。頂板支護(hù)由之前的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)，增加了頂板支護(hù)安全指數(shù)，減少了材料消耗，節(jié)約生產(chǎn);②提高工作效率，縮短末采、回收周期時(shí)間。參照以為類(lèi)似工作面回收支架，需15天時(shí)間，本次改進(jìn)支護(hù)工藝后，回收支架只用了10天時(shí)間，明顯縮短工期，提高效率;③支護(hù)效果好，增加了拆架通道利用率，減少了起底工作量，提高工人勞動(dòng)積極性;④便于施工操作，確保 了安全性，為日后同類(lèi)巷道的施工具有較好的參考價(jià)值。
　　5 應(yīng)用效果及推廣前景
　　①通過(guò)本次末采頂板支護(hù)技術(shù)革新，頂板支護(hù)由之前的被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)，增加了頂板支護(hù)安全指數(shù)，既滿足了回收需要，又消除了頂板隱患，保證職工安全，為安全末采及回收創(chuàng)造了條件;②此種支護(hù)方式簡(jiǎn)單，速度快，參照以為類(lèi)似工作面回收支架，需15天時(shí)間，本次改進(jìn)支護(hù)工藝后，回收支架只用了10天時(shí)間，明顯縮短工期，提高效率。