浅谈综放工作面末采段顶板控制技术

李晓飞

（汾西矿业 两渡煤业，山西 灵石 031302）

1 工作面概况

61107工作面位于六盘区，地面标高1045.9～1133.8 m，工作面标高878.640～903.783 m，工作面走向长度1624 m，倾斜长度180 m，可采储量为89.4万吨，开采11#煤层，煤层厚度平均为4.35 m，煤层倾角为2°～5°，平均为3°，工作面最大涌水量为30m3/h，正常涌水量为3m3/h，相对瓦斯涌出量为1.19m3/t，煤层自燃发火期为6个月至1年，61107工作面由运输巷、材料巷、切巷及联络巷组成完整的生产系统；61107材（运）巷、61107材（运）联巷、6盘区胶带巷、6盘区轨道巷联通构成行人、运料、运煤系统，通过61107材联巷、61107材巷及61107运巷、61107运联巷、61107运回风联巷、6盘区回风巷相通构成通风系统；本工作面所采煤层为11#煤，西侧为材料巷、东侧为运输巷、北侧为切割巷。

工作面采用长壁式综合机械化低位放顶煤全部垮落采煤法，根据煤层赋存情况及采煤机与支架的配套关系，确定工作面采高为2.5 m。回采时，割煤沿底板推进。工作面材运两巷超前工作面煤壁30 m范围采用单体液压支柱及π型钢梁支设在相邻两排顶锚杆之间，π型钢梁长度为3.6 m，支柱型号为DZ-35、DZ-31.5或DZ-28型单体液压支柱。工作面两端头各采用三架ZFG9600/21/33H型排头支架。材巷端头支护当煤柱帮与支架距离超过1 m时在支架一侧0.2 m的位置支设一组π型钢梁联锁迈步棚（由两对3.2 m的π型梁顺走向联锁支设），一梁三柱，每对π梁梁头错距为0.6 m（一根超前、一根滞后），迈步距离为1.2 m。运巷端头支护：在拉移支架前采用2.6 m的π型梁平行于巷道支设，π型钢梁呈一梁两柱，棚距为1 m。

表1 61107工作面顶底板情况

2 末采段回采工艺

1）末采前准备

当工作面距停采线30～20 m时，要逐步把工作面调整到与顺槽垂直的方向，使工作面机头、机尾到停采线的距离相等，采高严格控制在2.6 m。工作面溜子调成一条直线，为末采段做好准备。为缓和停采期间的矿压影响，以利于回收工作的安全，距停采线15 m时停止放顶煤。

2）铺网

工作面采至距停采线20 m时开始铺设顶网，前3 m铺单层网，后17 m铺双层网。

3）铺钢丝绳

当工作面距停采线还有8 m时，开始上钢丝绳，钢丝绳使用直径为22.5mm，共计铺设11根，间距0.8 m。

4）锚杆支护

当工作面距停采线还有8.14 m时，开始锚杆支护。煤机每割过30 m，停机闭锁进行施工。锚杆施工以两个支架为一组，在每两个支架中间施工锚杆支护顶板，当支架中间不方便施工锚杆时，在支架顶梁上方施工。每施工完一根锚杆后再进行下一组两个支架中间的锚杆施工，工作面每推进两个循环进行一排锚杆支护，此范围锚杆间距为3.0 m，排距为1.2 m，三花布置。锚杆支护共计施工四排，即推进4.8 m。锚杆使用Φ20mm×2.2 m左旋螺纹钢锚杆，配套一支MSCK2355（超快）和一支MSK2355（快速）型锚固剂，配合眼径24mm的高强直眼托饼，压规格为400mm×280mm×3mm金属托板贴金属网支护顶板。

5）锚杆锚索联合支护

当工作面距停采线3.34 m时，开始锚杆、锚索联合支护。煤机每割过30 m，停机闭锁进行施工锚杆、锚索支护顶板。

锚杆支护采用Φ20mm×2.2 m的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，配套一支MSCK2355（超快）和一支MSK2355（快速）型锚固剂，配合眼径24mm的高强直眼托饼,压3.2 m的钢筋托梁贴顶板支护顶板，锚杆预紧扭矩不小于190 N·m。工作面每推进一个循环，进行一排锚杆支护。锚杆间距为1.5 m，排距为0.6 m，五花布置。施工完毕后方可进行下一循环，锚杆支护共计施工6排。第三排锚杆施工后，将前溜子与支架推移头摘开销子，只移溜，不拉架。最后一道煤割完在机头处割缺口后，在缺口处再施工一排锚杆，压3.2 m的钢筋托梁贴顶板支护。

锚索支护采用Φ17.8mm×6.3 m的钢绞线，托板为300mm×300mm×16mm的钢板，及相配套的锚具，锚索预紧力不低于140 kN。锚索施工在第二排与第三排钢筋托梁之间及第四排与第五排钢筋托梁之间，锚索间距4.5 m，排距1.2 m，三花布置。

6）工作面最后4刀煤的割煤方法

割第一刀煤后，追机将支架伸缩梁伸出维护顶板，保证支架接顶严密，初撑力达到要求。将工作面输送机推出，然后将支架推移杆联接销拆开，使支架与输送机分离。

割第二刀煤后，采用单体液压支柱移溜。移溜时，支柱水平放置，与运输机垂直，支柱的柱头在后，顶在液压支架底座上，柱筒在前，顶在运输机挡煤板的坚固部位，并在支柱的前后触点垫上木柱帽或木楔等柔性材料，使支柱均匀受力，防止滑脱伤人。同时移溜的单体液压支柱不得少于三根，移溜支柱的间距为3 m。给支柱打压应缓慢进行，身体尽量离开支柱，随时观察前后接触情况，不得快速注液打压。移溜支柱型号为DZ-25型。移溜过程必须把输送机移直。

割第三刀煤后推移输送机与割第二刀煤时方法相同。

最后一刀煤割完后，不推移输送机。在每架支架前梁下支设一根DZ-28或DZ-31.5型单体液压支柱，间距为1.5 m，支柱必须戴木柱帽支设。

煤帮要联三排单层网，且保证网垂吊不小于2.5 m，使网包住煤壁，防止滚帮伤人，然后施工帮锚杆进行护帮。

最后四刀煤割完后，确保支架梁端距煤壁不少于2.7 m，以保证足够的支架调向空间。

7）施工帮锚杆措施

工作面停采后，根据实际情况及时进行帮锚杆施工，工作面停采后，紧贴煤壁再挂三道金属网，使网包住煤壁，防止滚帮伤人，要在工作面松软处或者片帮处施工帮锚杆，帮锚杆上下均匀布置，施工两排，上排锚杆距顶500mm，间距1.5 m，帮锚杆采用Φ38mm×1.2 m木锚杆配合配套托板贴金属网护帮。作业前首先检查作业地点顶板和两帮支护情况，加固施工地点前后5 m范围内的支护。当煤壁片帮严重时，将锚杆间距缩小为0.75 m。

3 特殊顶板支护

末采段回采时，如遇顶板破碎、煤帮滚帮、端面距大等问题，可视情况超前拉架加强支护，即：在采煤机割煤前提前将支架拉出，煤机割煤后及时伸出伸缩梁、护帮板进行护顶、护帮。拉架方式采用带压擦顶拉架，防止出现拉槽漏顶事故。

如遇滚帮严重伸出前梁后空顶距仍超过规定要求时，可在前梁上方垂直于工作面挑棚板进行支护，若顶板破碎离层严重无法施工顶锚杆或顶锚杆出现失效情况时，可在支架前梁与煤帮之间架设木棚板或π梁勾顶支护。具体支护方式为：

割第一刀煤后，在支架顶梁上方垂直于煤壁架设3.6 m或3.4 m的π型梁，每 架均匀架设两根，间距750mm，梁端保持小于200mm的端面距。π型梁加好后，升起支架前梁，使π型梁接顶严密。顶板破碎时，要在支架前梁上方架设1.5 m或2 m的棚板支护支架梁端空顶。

割第二、三刀煤后，降下支架前梁，将π型梁抽出600mm，梁端顶住煤壁。第四刀割煤后把∏梁拔出使梁头顶住煤壁，并及时在∏梁的靠煤壁梁头下支设一根单体液压支柱，柱距0.75 m，每根液压支柱必须穿规格为400mm×200mm×100mm的木柱帽。为防止支柱漏液倒柱伤人，在支柱与金属网间拴好防倒链。支柱的型号为DZ-28型（DZ-31.5型）。

4 结语

通过现场实践，61114工作面在末采段有计划停止放顶煤，并采取合理的支护措施，确保工作面末采段的顶板安全。加强工作面回收通道的支护，工作面能顺利收尾。为具有类似地质条件的工作面回采提供技术借鉴。