不规则综放工作面缩面期间回撤切眼顶板控制技术

摘 要：以井工二矿29211不规则综放工作面为工程背景，介绍了工作面首次缩面期间回撤切眼顶板控制技术。应用效果表明：该技术成功的解决了不规则综放工作面缩面工程量大、工序繁杂、顶板不易控制等难题，顺利完成了首次缩面工程，有效的提高了资源回采率。

关键词：不规则；综放工作面；缩面技术；顶板控制

平朔集团井工二矿是一座年产千万吨级的特大型现代化矿井。但由于早期受小窑破坏影响，该矿二、三采区煤层破坏严重，可采走向长度缩短，可采储量减少。为了避开小窑采空区影响，尽可能多的回收资源，提高矿井服务年限，矿井技术人员设计了29211不规则综放工作面。该工作面靠近小窑采区侧的辅运顺槽共有6处拐弯，回采期间工作面需缩面2次、延面1次。首次缩面期间，工作面长度缩至115m，将面临回撤难度大、回撤工序复杂、顶板不易控制等难题。因此，如何解决上述问题，对于增加矿井可采资源，实现安全高效开采具有重要的现实意义。

1 工程概况

29211不规则工作面推进长度1522m，工作面安装切眼设计长度315m，布置ZP10000/27/37型排头支架8架、ZG10000/23/37型过渡支架4架、ZF10000/23/37型中间支架201架，初采期间工作面内共安装液压支架213架。当工作面安装完毕出切眼推进至387m时将遇到首次缩面，即工作面长度由315m缩至200m，回撤切眼巷道长度为115m，支架由213架减少为136架，回撤支架77架。

工作面采用倾斜长壁后退式全部垮落综合机械化放顶采煤法，机采高度3.3m，放煤高度9.1m，所采煤层为石炭系上统太原组9#煤层，厚度9.82～14.29m，平均12.4m，煤层倾角1.3～3.6°，平均2.3°。直接顶以泥岩、砂岩为主，平均厚3.4m，呈黑褐色，薄层状泥质结构；老顶主要是粗砂岩，平均厚度1.8m，厚层状粗粒砂状结构成分；直接底以泥岩、砂质泥岩类为主。

2 回撤切眼顶板控制技术及效果

2.1 超前支承压力控制

采动引起的超前支承压力是影响回撤切眼顶板控制的主要因素之一。通过对29211工作面日常矿压观测可知，超前支承压力影响范围在工作面煤壁前方80m，尤其在煤壁前10～30m受采动影响显现明显。

控制措施：

（1）工作面至回撤通道位置前30m时加快推进度，不放煤。

（2）避开工作面顶板周期来压，撤架时选择在顶板来压刚过，围岩相对稳定的时期。缩面前撤架位置最好处在来压后的0.3～0.8倍的周期来压步距范围内，即4.53～12.08m（周期来压步距平均15.1m）。

2.2 回撤切眼加强支护技术

回撤切眼受采动应力影响较大，为保证工作面撤架的顺利的进行，需要加强支护。决定采用锚网索钢带+架棚+木垛的联合支护技术。顶锚杆Φ22mm×2400mm左旋螺纹钢，间排距900×1000mm，每排布置6根顶锚杆，并在支架顶梁上方补打2跟顶锚杆，每排共8根。帮支护采用φ18mm×1700mm圆钢锚杆，每排3根，间排距1200mm×1000mm。锚索采用φ17.8mm×13000mm钢绞线，每排布置3根，间排距1800mm×1800mm，并补打1排与顶板夹角15度的加强锚索，排距1800mm，每排共计4根。

架棚支护：在支架顶梁处架4.8m长花边梁，“一梁三柱”布置形式，第一排单体靠采空区侧梁头0.3m处，第二排单体靠采空区侧1.3m，第三排单体距巷帮0.25m处，棚距1.5m。同时，靠工作面采空区侧每隔1.5m打木垛，材料为1.2m长道木。

2.3 置换区域顶板控制

（1）科学组织、控制推进步距：工作面支架前梁端头距缩面切眼煤壁4.2m时停止移架，将前部溜子推移头销子取掉，液压支架停止移动，用3.5m的液压单体推动溜子向前移动，每次推移0.8m。

（2）置换区域自四角门向下6架需支护，即15×14m（长×宽）范围内采用锚网索钢带联合支护。具体参数：端头架置换处距缩面切眼煤壁线14m处布置压茬钢带两根，每根钢带3根锚索，钢带排距800mm，锚索排距800mm，间距1800mm；锚索采用Φ17.8mm×10300mm的钢绞线，保证锚索在坚硬顶板岩石里1500mm以上；每个锚索钻孔安装1根K2335和2根Z2360树脂锚固剂。

2.4 顶板控制效果

通过在回撤切眼内布置测点，对回撤切眼内顶板下沉量和掩护支架的实际承载压力进行监测分析发现：

（1）缩面期间，液压支架没有发生被压死现象，回撤切眼内顶板下沉量95～788mm，平均下沉量为520mm，最大下沉量788mm，下沉速度为45～171mm/d，平均下沉速度为121mm/d。

（2）缩面期间，通过对回撤切眼内支架阻力的监测可知，顶板压力置换区域最大，支架工作阻力均值为9422.8kN，占支架阻力额定值的94.2%，支架阻力利用率高，能满足回撤切眼顶板支护强度要求。

3 结语

29211不规则工作面首次缩面工程历时9天完成，直接推过115m长的回撤切眼，用已经形成的辅运巷道（回撤切眼）做支架回撤通道，攻克了缩面端头过渡架、排头架、后部运输机尾相应空间顶板控制的技术难题，顺利实现了缩面，保障了工作面正常回采接续。本次缩面工程，多采煤量約75万吨，成功避开了小窑采空区，取得了较好的经济效益，为矿井安全开采创造了良好条件。

作者简介：

李馨（1986-），男，山西朔州人，助理工程师，2010毕业于河南理工大学采矿工程专业，现任在井工二矿综采队工作。