综采大采面末采顶板支护方式技术研究探索分析

综采大采面末采顶板支护方式技术研究探索分析

张勇

张勇（山西霍宝干河煤矿）

摘要：综采工作面即将推至小搬家停采位置，停采位置如何选，位置选择优与劣；顶板如何支护，支护方式强与弱，直接关系到撤架工作能否顺利进行，关系到搬家期间职工的安全问题，关系到二切工作面能否预期投产。

关键词：综采工作面停采位置支护方式

0引言

综采工作面即将推至小搬家停采位置，停采位置如何选，位置选择优与劣；顶板如何支护，支护方式强与弱，直接关系到撤架工作能否顺利进行，关系到搬家期间职工的安全问题，关系到二切工作面能否预期投产。特别是该工作面为矿井首采面，前期推采速度不稳定，顶板压力变化规律和上覆岩沉变化情况刚开始研究，还没有完全定性。这给处于停产期选定停采位置和支护设计造成相当大的难度。

1工作面概况

干河井田位于三西省洪洞县北部，汾河西岸的干河、平垣、小河村一带，北部边缘地带属于汾西县团柏乡，是一座现代化的一井一区一面矿井，地质条件比较复杂，地质储量丰富。

101综采面为我矿首采工作面，开采深度430-460米，煤层平均厚度4.5米，倾角3-8度，直接顶厚5-6米为泥质粉砂岩，基本顶厚4-6米为K8砂岩，直接底厚2-4米为泥岩老底厚2-11米为中砂岩，正、副巷均采用锚网梁+锚索联合支护，正巷断面为宽*高=5.0*3.5米，副巷断面为宽*高4.0（3.8）*3.5米，切眼采用锚网+W钢带+桁架锚索联合支护，断面为宽*高=8.3*3.5米。由于副巷在掘进过程中遇一落差28m大断层，掘进设计修改后形成了刀把形工作面，工作面走向长2150米，一切眼长150米、外段工作面长210米。

因28米断层斜切了101整个工作面，对回采影响严重，矿就101开采技术方案进行论证，并报请集团公司同意，决定采用一切眼推采到断层位置整体小搬家方案。

2停采位置确定

2.1精心分析矿压规律，切实掌握来压步距

2.1.1增加矿压仪表测区，加大数据取值范围，准确分析矿压规律。在101工作面除原矿压仪表测区，后又增加20个在线压力分机，可在井上时时进行监测，增加数据的取值范围。

2.1.2对矿压观测人员加大管理力度，除井上安排专职人员在井上对工作面矿压进行时时监控外，另外实行三班跟班现场观测支架工作阻力变化情况和顶板来压时的一些征兆，并要求规范操作，详细记录当班观测结果，确保数据的真实可靠性。

2.1.3对生产队组，要求其及时更换损坏的各类阀组，处理支架跑、冒、滴、漏、窜现象，加大初撑力管理力度，提高支架接顶率，确保仪表数据的有效性。

2.2精心组织实施：将停采位置选定在稳压区内。具体操作为：先根据周期来压步距确定预停采位置，然后掌握最后一次顶板来压，待压力释放后在向前推采2m～4m，使支架及机道顶板恰好处在稳压区内。

2.3除了将停采位置确定在非周期来压段，同样还要确保该停采位置在水文地质构造条件好的地段。安排人员在预停采位置进行钻探分析，证实预停采位置有无构造。

3停采支护方案选择

3.1铺设金属网当工作面推进到距停采线30m，把工作面调直，距停采线16m时进入末采阶段，开始铺设菱形网，末采共计20个循环，末采期间采高必须降至3.5m。

①菱形网规格：选用12#镀锌铁丝编织，1.0m×10m，网格50×50mm。②铺网范围：沿工作面倾斜方向至两端头并下垂至底板，走向沿工作面推进方向铺设。③铺联网要求：采用铺设双层网方式，将网卷沿工作面展开，正付两巷将网铺至巷道煤柱帮的底部。④网头固定方法：机头、机尾处金属网网头用锚杆配合垫片固定于煤帮。

3.2铺设钢丝绳工作面末采推第4个循环后，沿工作面方向在第4道网和第5道网网头搭接处挂联一道钢丝绳，每0.6m一道，共铺14道。

3.3打锚杆、锚索，做撤架通道

3.3.1打锚杆、锚索时间：工作面末采割完第10个循环后，工作面顶板采用锚网钢带、锚索联合支护。支架顶梁部分顶锚杆采用Φ20×2000mm的左旋高强锚杆，撤架通道施工的顶锚杆Φ22×2500mm的左旋高强锚杆，施工的锚索全部采用Φ17.8×10300mm钢绞线，W钢带长5m、宽0.22m、七孔。

3.3.2施工范围及要求；第10、12、13刀割煤后顶板采用高强锚杆支护（点锚杆），间距1.5m；第11、14刀割煤后顶板采用点锚索支护，间距3.5m。撤架通道第15、17、19刀割煤后顶板采用高强锚杆+W钢带+锚索联合支护；第16、18、20刀割煤后顶板采用高强锚杆+W钢带支护。共施工11排，其中第10—14个循环配合钢丝绳支护，第15—20个循环为撤架通道。推至停采位置后在煤帮打四排帮锚杆。

3.3.3撤架通道支护：割第15、17、19刀后，在工作面各施工一排锚杆、锚索混合支护，并上W型钢带。一根锚杆一根锚索顺序施工，锚索、锚杆间距800mm（锚索间距1600mm，锚杆间距1600mm）；割第16、18、20刀后，在工作面各施工一排锚杆并上W型钢带。

顶锚杆、锚索垂直于顶板布置，布置在每道网的中间，距钢丝绳400mm，最后一排锚杆距帮300mm。

3.3.4工作面煤壁支护：推至停采位置后在煤帮打四排帮锚杆，支护形式采用点锚杆、木托板配合双层菱形网支护。帮锚杆采用Φ20×2000mm的左旋锚杆，帮锚杆垂直于工作面煤壁布置，排间距1.0m×1.0m，第一排距顶板0.3m。

帮锚杆施工完后，在煤壁再支设一排贴帮柱，贴帮柱使用DZ-42型支柱配合小梁，单梁单柱支护，柱距2m，柱子支于距煤壁侧梁端0.3m，小梁垂直于工作面；在上下端头分别支设三排封口柱对顶板进行维护，柱距300mm，排距500mm。

3.3.5施工方法：割第10刀时，采煤机从机头（或机尾）入刀后，前、后滚筒割顶刀煤，直至顶刀割通机尾（或机头）后，停机并闭锁采煤机、运输机。分三组人分段施工锚杆、锚索，每组人员选好施工段后，每段最多一次可收回5架的一、二级护帮板。待该循环锚杆、锚索全部施工完后，机组再割底刀煤。

4经济效益与技术推广价值

4.1末采停采线位置确定合理，首先根据对矿压规律的分析将停采位置选在非周期来压段，然后利用钻探的方式再次分析该停采位置有无地质构造。

4.2机组一次割完上刀，人员站在平台上打完施工锚杆锚索，尔后一次割底刀，减少了平台安设工序，施工省时省力，末采效率明显提高，同时避免了煤壁片帮带来的隐患。

4.3撤架通道顶板支护设计达到了预期效果。本次撤架通道采用的锚网+锚索+W钢带混合支护，从整个支架回撤运输过程观察，随着掩护架前移，基本顶的垮落步距一般在6米左右，且冒落较充分。通道顶板的完整较好，顶板下沉量很小。

4.4本次抽架过程中，三角区的窜矸基本没出现，杜绝了压架、埋架事故，保证了快速抽架。一是铺联网严质量高，双层网发挥了作用；二是铺设钢丝绳起了很大作用。

4.5撒架工期较预计早3天完工，为新面早日投产刨造有利条件，按日产7000吨，煤价500元／吨，计算创经济价值1050万元。

4.6此项技术在日后大采高综采面停采实际应用中，其实用性值得推广，意义重大。

5针对存在的问题需改进方面

5.1为更好的维护三角区，建议将支架掩护梁段的钢丝绳直径改为Φ26mm或Φ21.5mm双绳，以此提高钢丝绳对网的保护。

5.2末采铺设第一道网时，为保证网能顺利进入老山，建议采用￠20高强短锚杆固定，每架支架架间打一根，将网完全压住。

5.3为了工作面端头支架更顺利安全的回撤，工作面回撤支架的端头10架支架范围内加强顶板支护，如在原有设计基础上加密W钢带、缩小锚索间距，加强顶板的支护强度，减少顶板破碎度。

6结论

6.1把握好周期来压步距，利用好矿压规律，对实现安全停采具有重要作用。

6.2在工作面末采中使用废旧钢丝绳投入少，实施简单，效果明显，对顶板管理和支架的回撤带来极大的方便。

6.3对铺双网、铺钢丝绳，撤架通道采用锚索、锚杆、W钢带联合支护等技术的综合应用，其适用性、安全性都具有指导意义。