极破碎顶板综采工作面的快速搬家技术研究

王庆水

（1.太原理工大学矿业工程学院，太原 030024；2.同煤集团大同地煤姜家湾煤矿，山西大同 037000）

极破碎顶板综采工作面的快速搬家技术研究

王庆水1，2

（1.太原理工大学矿业工程学院，太原 030024；2.同煤集团大同地煤姜家湾煤矿，山西大同 037000）

姜家湾煤矿78105工作面的顶板极为破碎、来压明显。为实现其快速搬家，提高开采速度和煤炭回采率，采用瑞米加固Ⅰ号加固顶板、设置开机道，为工作面顺利撤架做好准备。经现场实践和经济效益分析，该项技术可为矿井节省资金2 100万元；可供地质和开采条件相同的矿井参考。

极破碎顶板；综采工作面；快速搬家

1 78105工作面的概况

1）姜家湾煤矿78105综采工作面位于7号层断中盘区，工作面东部为78103采空区，西部为78107备采工作面，北部为前郭家坡保安煤柱，南部为715盘区回风巷。工作面采深221 m，工作面走向长度891 m，倾向长度120 m，煤层倾角3°～ 8°，煤层厚度0.9～1.5 m、平均1.23 m。工作面直接顶为中砂岩，较致密，块状结构，质脆，节理较发育，厚1.7～3.8 m，硬度f=6；局部有厚度为0.1～0.3 m的炭质泥岩伪顶，质脆，硬度f≤3。基本顶为浅灰色细砂岩，石英含量71%、长石含量20%、暗色矿物含量5%，粘土质胶结，厚3.67～42.3 m，硬度f=5～6。直接底为细砂岩，结构致密，含少许保存完好的植物化石，厚1.2～3 m，硬度f=5～6。

2）工作面设备：MG132/310-BW型采煤机，机面高度720 mm；SGB630/110x2型刮板输送机；SZB764/132型转载机；SSJ-1000/160型皮带机；ZYB4400-1.8/0.85型液压支架78架，ZZ5000-1.8/ 0.85型液压端头支架2架；WRB200/31.5型乳化液泵2台，RX200/16A乳化液箱1台。78105工作面生产完成后将搬到78107工作面。78105工作面赋存不稳定、工作面顶板极为破碎、工作面搬家的难度大，为实现该工作面快速搬家，提高开采速度和煤炭回采率，决定78105工作面实行开机道撤架。

2 78105工作面的快速搬家技术

1）工作面开机道的准备工作[1-2]。要在78105工作面内部设置开机道，机道宽度7.2 m，其中4.8 m为液压支架长度，2.4 m为撤架机道宽度。为了顺利进行开机道撤架工作，首先采用瑞米加固Ⅰ号对顶板进行加固工作。a.加固剂瑞米加固Ⅰ号的特性：高抗压、高粘结强度、发泡膨胀、遇水反应，适用于加固煤、岩体裂隙。其参数如表1所示。b.顶板加固方案：针对工作面顶板在42号架到70号架之间较破碎的特点，工作面顶板的第一次加固着重在这些29架之间的顶板加固。具体采用以下方案：分别采用30°和60°角对直接顶和基本顶进行加固；30°角超前加固5 m，60°角超前加固3 m，孔深均为6 m；每隔1.5 m打一组钻孔加注加固剂；对1号-41号架和71号-80号架之间的加固，采用每隔3 m打一组钻孔，并注加固剂，钻孔侧视图，见图1。c.开掘机道要求：机道宽度7.2 m；采用机组截割方式开掘机道，机组每刀截割深度0.6 m；要求每开掘3 m机道必须根据实际顶板破碎情况制定下一步的加固方案。

2）开机道的支护方案。a.工作面两侧巷道超前支护方案。首先，在1011巷（78105工作面的机轨合一巷，巷宽4.2 m）侧超前支护20 m，采用单体液压支柱，在皮带西侧支护一排单体液压支柱，柱距1.5 m；在皮带东侧支护两排单体液压支柱，柱距1.5 m，排距2 m，见图2。其次，在1009巷（78105工作面轨道巷，巷宽3.0 m）侧超前支护20 m，采用单体液压支柱，在轨道东西两侧各支护一排单体液压支柱，柱距1.5 m；排距为2 m。b.工作面的支护方案采用架间支护，在每架支架间采用6 m长锚索配合液压支架支护顶板，锚索间距1.5 m，排距0.6 m。采用15.4 mm的钢绞线。

3）工作面的移架方案[3]。当工作面推进到1.2 m时移液压支架，使支架的前梁进入有支护的顶板下方，同时在每架液压支架前梁下用木柱补强支护。当工作面推进到2.4 m时，再注一次加固剂。当工作面推进到4.8 m时，整个支架就全部进入有支护的顶板下方，准备开掘撤架机道。工作面推进不同步距时的锚索支护，见图3。

4）工作面的开掘撤架机道方案[4]。采用人工打眼放炮的方法开掘。开掘机道是由头部、尾部同时开掘，掘进宽度2.4 m，高度见顶见底。每架支架之间架设两组钢梁，顶梁采用长度3.6 m的11号矿用工字钢，钢梁一端用11号矿用工字钢做棚腿，另一端架设在支架前梁上；要求用作棚腿的11号矿用工字钢底端穿“鞋”厚度10 mm，长x宽为20 mmx 20 mm，顶部采用焊接长度150 mm的12号槽钢，用以稳固工字钢梁；焊接后的棚腿总高度1.66 m，棚距0.75 m。当钢梁架设好后，开始注锚索，2.6 m长锚索距开口位置0.75 m，锚索间距0.7 m，排距1.5 m，距巷道侧壁0.4 m。6.0m长锚索正对原支架间锚索，锚索间距0.7 m，排距1.5 m，距巷道侧壁0.4 m。锚索采用直径15.4 mm钢绞线锚索，要求锚索的锚固长度1.2 m。两侧撤架机道贯通后，就可按正常撤架工序进行撤架。

3 经济效益分析

姜家湾煤矿自建井以来，综采工作面搬家一直困扰着矿井高效生产；工作面搬家不仅费时（约需2个月），而且花费巨大（约需3.5万元/m）。通过本文技术的应用，大大节省了搬家时间和花费，每次搬家仅需25 d，每米花费大约1.25万元，经济效益可观。通过采用瑞米加固Ⅰ号加固剂和锚索联合支护顶板，不仅可以安全撤出支架，而且也是综采工作面破碎顶板处理方面的切实可行的经济合理方法。

[1]黄建华.综采工作面构造区末采收尾技术实践与分析[J].煤炭工程，2014，46（6）:59-61.

[2]宋旭堂.综采工作面预掘回撤通道快速收尾技术[J].煤，2014（175）:42-43.

[3]王伟.大采高综采工作面安全快速收尾技术[J].山西焦煤科技，2012（9）:24-26.

[4]朱森.浅析综采工作面收尾技术参数的确定与优化[J].山东煤炭科技，2012（4）:77-78.

Rapid Moving Technology of Fully-mechanized Mining Face with Extreme Broken Roof

WANG Qingshui1,2
(1.College of Miming Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China; 2.Jiangjiawan Mine,Datong Coal Mine Group,Datong 037000,China)

No.78105 working face of Jiangjiawan Mine has extreme broken roof and obvious weighting.To realize its rapid moving and increase the mining speed and recovery rate,Ruimi Reinforcement I is used to strengthen roof,set up gateway,and prepare for the smooth dismantling support. Field practice and economic analysis proves that the technology could save 21 million yuan for the mine, which could be useful for the mines with similar geological and mining conditions.

extreme broken roof;fully-mechanized mining face;rapid moving

TD823

A

1672-5050（2015）02-0047-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.02.015

（编辑：樊敏）

2014-08-30

王庆水（1959-），男，山东济南人，在读工程硕士研究生，高级工程师，从事煤矿管理工作。