综采工作面切眼逮煤顶技术施工方法研究与探讨

雷明国 等

摘要：文章介绍了亳州煤业股份公司在复杂地质条件下综采工作面切眼施工过断层、煤顶进行的支护研究，取得了很好的效果，为以后的切眼施工提供借鉴。

关键词：逮煤顶 锚索代替锚杆 缩小锚索排距 风镐掘进 撞楔 套棚

煤炭是我国最主要的能源之一，在我国的能源消费结构中占74%左右。随着社会的发展，对能源的需求量也在逐步增加。为满足发展对煤炭的需要，开采深度不断增加，采场的地质条件也向复杂型靠近。

1 概述

亳州煤业股份公司隶属于淮北矿业集团，坐落在涡阳县境内，是一座设计年产150万吨的机械化矿井。矿井断层多，大断层均有多条滋生小断层伴随。公司的北翼101采区1016工作面机、风巷揭露煤层厚度为2.7m，机风巷到位后开始施工切眼。由于10煤倾角较大，从机风巷高差来看，切眼煤层平均倾角26°。在切眼导硐施工中，切眼中部遇一落差2.4m正断层，该断层为DF68断层滋生的小断层。针对切眼过断层、煤顶施工安全，对过断层、煤顶进行支护研究（或施工方法探讨）。

2 施工技术方案

2.1 切眼支护设计与施工说明

2.1.1 根据地质资料，公司101采区煤层顶板为Ⅱ类，采用锚、带、网、索支护，单体棚补强。切眼施工采取先导硐，后刷大的方法施工。根据工作面两巷煤层厚度及本采区先前施工的工作面情况，确定1016工作面采用ZY1940型液压支架。根据支架尺寸和相关安全技术规定与要求，确定切眼断面为：宽7.4m×2.8m的矩形断面。

2.1.2 切眼导硐从工作面机巷拨门拨门按上山施工，施工75m后遇此断层停头加固后，从风巷拨门下山施工与停头处贯通，而后进行切眼刷大施工。

2.2 施工方案

2.2.1 第一种：根据断层落差2.4m，确定切眼跟煤层顶板施工，但由于安装需要断层前后根据切眼平距坡度，确定底板平均坡度不变，这样就在切眼顶板形成的2.4m落差，根据巷道底板坡度采取打锚索梁接木垛方法处理。此方案优点如下：①施工过程中顶板威胁变小，顶板比较好管理；②施工进度快。缺点如下：①打锚索梁接木垛施工难度大，原因：切眼平均坡度26°，斜巷接木垛安全系数较小，易出现安全事故；②卧底衬坡度施工工程量大；③锚索梁与木垛形成的软顶板后期套棚安全威胁大，不利于后期工作面安装支架；④施工进度慢。

2.2.2 第二种：根据机巷拨门施工巷道方位，确定拨门位置后下山施工于其贯通。在贯通处20m范围内预计是断层影响区域，也就是煤顶施工区。采取逮煤顶施工的方案施工。在下山施工过程中先跟煤层顶板施工，剩余25m时进行实测标高，根据巷道底板坡度贯通。如何确定逮煤顶位置方法如下：根据施工经验，确定煤顶1m以内时采取跟煤层顶板施工，煤层厚度超过1m时逮煤顶施工。逮煤顶施工采取锚索代替锚杆施工，即锚杆株排距为800×900mm，原设计在两排锚杆之间的加强支护锚索继续施工；现场根据巷道煤厚与底板坡度确定顶板位置。此方案缺点：

①逮煤顶施工在未注加固剂的情况下容易漏煤，造成冒顶，安全威胁大。②施工进度慢。

2.2.3 方案确定。根据以上两个方案，结合现场实际生产经验与安全情况的预估计，确定采用第二种方案，即切眼施工采取逮煤顶施工。

3 施工的成功的技术经验

3.1切眼导硐逮煤顶施工技术经验

①锚索代替锚杆施工时，缩小锚索排距，原设计锚杆排距为900mm，开始逮煤顶时锚索排距改为600mm，逮住煤顶后可放至800mm；原要求在两排钢带之间打的锚

带索补强，在现场经过验证可以不用施工，帮锚杆滞后不超过2排。②逮煤顶时顶板菱形孔金属网格之间易漏煤，采取在金属网上加2层小竹笆，竹笆之间要压茬，防止漏煤。③切眼导硐施工工序为：先施工上部，采用风镐掘进。待上部顶板锚索施工完成后再施工下部。若下部岩石较硬，则采取放震动炮施工。眼深不超过0.8m，装药量不超过200g，多打眼。放炮前在顶板采用旧皮带保护迎头顶板5m范围，防止崩坏煤顶漏煤。④在贯通点煤顶段打单体棚提前加固，停头迎头顶板打一排撞楔超前加固顶板，撞楔间距200-300mm。单体棚棚梁上接一层半圆木与顶板接实，防止漏煤。⑤逮煤顶施工时巷道顶板采用打撞楔超前加固煤顶，为临时支护和永久支护争取一定的时间。撞楔间距200-300mm。⑥原方案要求煤层厚度超过0.5m时开始逮煤顶施工，经过现场施工经验0.5m煤顶逮不住。后经验现场实践验证，煤层厚超过1m时开始逮煤顶施工。

3.2 切眼刷大逮煤顶施工技术经验

①切眼刷大前将煤顶段套单体棚提前加固，必须全部套完。单体棚棚距为施工时锚索排距，也即排排套，顶板采用半圆木与顶板接实，必要时可使用竹背板与半圆木一并使用。每棚不少于4块半圆木。套棚原设计一梁二柱，煤顶段必须是一梁三柱。②切眼导硐煤壁侧提前打撞楔加固刷大侧顶板，撞楔间距300mm，撞楔长度不小于3.5m。③由于切眼对头刷大，刷通地点为煤顶段，选择合理刷通地点十分重要。1016切眼刷大刷通点选择在导硐侧施工时煤层底板在巷道顶板留有1m多岩石地点，刷通前10m前必须停止一头，在迎头封山、贴迎头顶板打一排撞楔超前加固顶板；另一头剩余2m之内时迎头亦打撞楔护顶，而后进行刷通，撞楔间距200-300mm。④导硐侧单体棚设计一梁二柱，在套棚后为防止单体卸载棚梁歪倒伤人，导硐侧Π型梁顶板固定点不少于3处，每处固定点采用双股8#铁丝拧紧不少于3圈，铁丝生根要牢固可靠。⑤切眼导硐与刷大接茬段顶板破碎，尤其煤顶段接茬处管理困难，刷大后在接茬处补打锚索或锚杆加固。

4 支护质量要求及监测监控

施工期间，要强化锚杆施工质量，严格控制锚杆角度，发现不合格锚杆及时补打。锚杆安装要牢固树立“初锚力第一”的观念，确保锚杆初锚扭矩符合要求。必须使用锚杆钻机安装锚杆，使树脂锚固剂充分搅拌混合。并使用快速安装工艺，即搅拌树脂锚固剂、上托盘、拧紧螺母一次完成。严禁用锤击或风锤搅拌的方法安装锚杆。

为检查支护质量，及时设置相应的测站，对围岩位移、顶板离层状况、锚杆载荷等进行观测，同时要认真执行锚杆抽检制度。正常情况下要求每隔50m在巷道顶板中央安设顶板离层指示仪一个，顶板不稳定、地质条件恶化时可适当加密到30-40m一处，遇地质构造及顶板异常段增设顶板离层指示仪，并重点检测顶板变化情况，检测锚杆受力的液压枕也要正常安设。要严格按照有关规定，认真落实小班自检、大班日检和矿井抽检制度。

施工期间安排专人检测单体支柱的初撑力，确保初撑力不小于70kN，发现卸载的支柱及时补液，失效支柱及时更换，且正常使用防倒绳，生产技术部要定期进行检查，确保巷道支护可靠，有效。

5 结束语

该切眼过断层及煤顶技术在施工过程中，没有发生漏（冒）顶事故，施工安全顺利，从而提高了综采工作面切眼施工的可靠性和成功性，也提高了巷道施工的有效性，杜绝了因切眼顶板漏、冒而重新施工的可能，不仅为工作面尽快投产赢得了宝贵的时间，而且取得了良好的经济效益。

在该公司地质条件极其复杂的情况下，该项技术可有效地指导大断面过煤顶、断层施工，为公司今后切眼施工积累了经验，提供了一项技术保障；同时也可应用于类似该公司地质条件的其他矿井，为其安全生产提供借鉴作用。

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