孤岛综采工作面搬家技术

苏宁 康仙

【摘 要】本文叙述了孤岛综采工作面搬家的整个施工过程，采用先进工艺进行顶板加固，确保围岩稳定，为工作面搬家提供足够的空间。计算了孤岛工作面抗压支护强度以及周期来压步距，分析了如何用多种支护工艺维护孤岛工作面压力增高区。通过采用铺树脂纤维网、打锚杆（固定钢丝绳）、敷设钢丝绳、锚索、锚杆、支设钢棚进行支护，顶板得到了很好的加固效果为综采工作面顺利搬家创造了有利的条件。探索出了一条如何抵抗孤岛工作面矿压显现的先进子路，伴随着国家对煤矿企业资源整合，大型综采生产工艺已投入有五六年，许多矿井整合后的首采采区已进入尾声，孤岛工作面压力显现逐步凸显。为今后现代化矿井孤岛工作面搬家提供了一个成功的案例。

【关键词】孤岛工作面；树脂纤维网；敷设钢丝绳；支设钢棚

孤岛工作面的抵抗矿压显现一直是个比较困难的研究课题，尤其本文阐述的孤岛工作面搬家，由于设备大，顶板、煤帮维护困难。由于2405工作紧挨FD2大断层，在工作面设计初期进行了巷探，打了三条探巷。通过对该工作面矿压的长期观察为了避开周期来压，工作面停采线设计在过完第三条探巷后。

1 地质情况

2405工作面东西走向布置，北部为2403采空区，中间留有15m保护煤柱，北部为运输顺槽。南部为2010年资源整合前老窑采空区，延工作面南部轨道顺槽有FD2大断层落差100m，为影响整个矿井采区划分的主要因素。2405工作面西部为老窑采空区，并伴有积水在资源整合后均已采取了放水措施，在回采前对工作面进行了探放水。

2405工作面开采4#煤层，赋存于太原组顶部。工作面走向长475m，倾斜长69m，采放平均厚度12.40m。

2 施工设计

（1）2405工作面收尾工艺顺序：停止放煤——收尾区域铺单层树脂纤维网——打锚杆（固定钢丝绳）——敷设钢丝绳——停止拉架—— 打锚索——打锚杆——煤壁挂单层尼龙网——打帮锚——支设钢棚——打煤帮柱——清煤。

（2）收尾方案：本次收尾范围推进长度16m，共计20个循环，每循环推进长度0.8m，最后1刀煤结束后，顶梁距煤壁3.5±0.1m。

顶板支护：打顶锚杆5排，间排距为1000mm×800mm；打锚索2排，间排距1500mm×2500mm；帮锚杆3排，间排距为间排距1000mm×1000mm。收尾时，距停采线16m时停止放顶煤开始铺单层树脂纤维网（75m×18m）。当工作面推进至距停采线14m时，上第一道Φ24.5mm×80m的钢丝绳，工作面平行推进0.8m后，上第二道Φ24.5mm×80m的钢丝绳，以此类推共上13道Φ24.5mm×80m的钢丝绳。并且将大绳两端用锁具固定在上、下巷道顶板的锚索（或锚杆）上，并用14#铁丝每隔1米沿工作面倾向将大绳固定在已挂好的树脂纤维网。距停采线11米时，开始在两巷端头处用工字钢+锚索进行维护端头支架上面的顶板，保护端头支架撤除后顶板牢固，上、下端头支架各采用11#矿用工字钢每根长度4米，每行2根，共4行，行间距2米，每根工字钢上用两根锚索固定。当工作面推进至距停采线3.9米时，进行打锚索支护，锚索为规格Φ15.24mm×10200mm的钢绞线，间排距1500mm×2500mm，锚索托板规格为长×宽×厚=300mm×300mm×16mm的平钢托板，锚索锚固用三卷k2360型树脂锚固剂，锚索共计2排，距工作面煤壁700mm。工作面推进至距停采线3.5m时，工作面支架全部停止移架，开始打顶锚杆，顶锚杆为Φ20mm×2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距1000mm×800mm，锚固用k2360树脂锚固剂一卷，顶锚杆托板规格为长×宽×厚=200mm×200mm×10mm碟形托板，顶锚杆下配套Φ14mm圆钢梯子梁，规格为长×宽=4200mm×100mm，共计5排，最后一排顶锚杆与顶板夹角（倾向工作面煤壁）呈75°，距煤壁300mm。当工作面推进至停采线时，打帮锚杆，帮锚杆为规格Φ18mm×1800mm的圆钢锚杆，间排距1000mm×1000mm，锚固剂用2360树脂锚固剂一卷，帮锚杆托板规格为长×宽×厚=150mm×150mm×8mm碟形托板，共计3排，第一排帮锚杆距顶板250mm，并且与水平面夹角（垂直向上）呈15°，帮网为3m×10m的尼龙网。架设工字钢棚，棚间距1.5米，工字钢长度为4米，工字钢一端用支架前梁支撑，另一端用煤帮柱支撑，煤帮柱距工作面煤壁100mm。

（3）树脂纤维网片安装运行工艺技术：2405工作面回撤通道顶板控制用新型树脂纤维网片材料和技术，分四个步骤进行撤架前挂网和顶板控制。

安装实施操作程序步骤：（1）柔性树脂纤维网于工作面挂网贯通作业前2天一次性运输至工作面轨道顺槽，并在挂网前将卡箍、手动绞盘及定滑轮安装好。往工作面内拉网前在进风顺槽三角区安置导向装置或打单体支柱，以便于网片顺利运输至工作面，不将网片刮坏。导向装置可利用皮帶辊筒代替。另外，在工作面顺槽及煤壁拐角处，铺设废旧皮带，防止网片与地面和三角煤摩擦，磨损网片。（2）采煤机割挂网前一刀煤时，从机头割至机尾，不进 行移架操作。并处理工作面片帮、鳞皮，拉空运输机。在确认无安全隐患后进行挂网作业。（3）停机后固定导向装置，用Φ18.5mm的钢丝绳将网片的端头和刮板机连接起来，向机头位置慢速拖动网片。（4）确保网片没有扭曲，起始端的钢丝绳全长清晰可见。将外面捆住的绳索剪断，放开折叠的部分，这样网片有3m的长度露在外面，可以便于安装。（5）将每个手动绞盘上面安装好的钢丝绳，从网片下面穿过与起始端的钢丝绳连接固定。（6）从网片两端开始挑网，由人工或降架将网边捆绑在支架前梁上进行挑网作业（顶板完整时），如果顶板破碎不能进行降架操作，需提前上双层金属网，将柔性网与金属网连接。（7）防止网片因自身重力作用，使网卷向中间收缩，在每卷网卷的两端使用手拉葫芦水平拉紧。（8）将网片边缘固定在顶板打好的锚索上。（9）网片边缘固定好后将支架的护帮板全部打开，然后再收护帮板进行移架、推溜操作，然后用手动绞盘将网片吊起，确保煤机正常运行。（10）割煤。（11）松开每一个手动绞盘上的钢丝绳，保证网片下落2～3m。（12）滞后采煤机后滚筒十架，逐架进行拉架操作，确保每个支架降下来的幅度足够多，以免刮坏网片，拉架时做到匀速操作。（13）支架拉出后，再用摇杆将网片摇起，重复割煤、放网、拉架、收网、割煤程序，直到工作面停采。为了保护煤帮，在采煤机未到达前，可以使网片下垂在煤壁前并打开护帮板，在采煤机将至时，再收护帮板并将网卷收吊起。（14）在割煤过程中出现破网现象时，及时用铁丝和双层金属网进行修补。

【参考文献】

[1]凌贤长，蔡德所.岩石力学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002

[2]侯朝炯，郭励生，勾攀峰，等.煤巷锚杆支护[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[3]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制 [M].中国矿业大学出版社，1994

[4]王金华.我国煤巷锚杆支护技术的新发展[J].煤炭学报，2007，32（2）：113-118.

[5]沈运才.近距离采空区下松散煤层巷道支护技术研究 [J].现代矿业，2007，（1）：128-130

[责任编辑：薛俊歌]