综采工作面冒漏机理及安全支护技术
时间：2023-02-17 09:35:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
崔鹏程
（晋能控股煤业集团泰山隆安煤矿，山西 忻州 036603）
晋能控股煤业集团泰山隆安煤矿8205 工作面位于井田二采区，8205 工作面进风顺槽设计长度637 m,宽度5 m，高度3.5 m，坡度-9°～+1°；
回风顺槽设计长度632 m,宽度5 m，高度3.5 m，坡度-8°～-3°；
切眼设计长度240 m，宽度8.6 m，高度3.5 m，坡度-2°～+2°。
8205 工作面回采煤层为8 号煤层，煤层厚度3.7～5.2 m，平均4.4 m，煤层为黑色，半亮型，条带状结构，层状构造，断口呈贝壳状，沥青光泽。受到沉积环境影响，煤层结构简单，含2～3 层夹矸，夹矸总厚度0.3 m，伪顶为黑色泥岩，块状构造，薄层状构造，厚度0～0.4 m，如表1 所示。
表1 8205 工作面回采的8 号煤层顶底板岩性
根据地测科提供的地质资料显示，8205 综采工作面运输顺槽掘进期间距8205 主回撤通道西帮33.3 m 处揭露一条F85 正断层，走向169°，倾向259°，倾角27°，落差1.9 m；
8205 主副回撤通道南部联巷处揭露一条F99 正断层，走向339°，倾向249°，倾角45°，落差3.2 m。根据上述两条断层参数初步分析推测，两条断层延伸方向基本一致，截至目前8205 工作面机头距回撤通道剩余9.5m，机尾距回撤通道剩余6m，工作面73～80 号、93～102 号架处片帮严重，70～85 号架冒落高度5～8 m，93～110 架冒落高度8～10 m[1-2]。
1）断层影响：8205 进风顺槽掘进至255 m 处揭露一条F85 正断层，走向169°，倾向259°，倾角27°，落差1.9 m；
3 号联巷从辅回撤通道开口向西6 m 处揭露一条F99 正断层，走向339°，倾向249°，倾角45°，落差3.2 m；
8203 回风顺槽掘进期间260 m 处揭露一条F40 正断层，之后根据F85 断层情况，统一为F85 断层，根据地测防治水科提供8205 回采工作面12 月份地质预报书，推测两条断层可能为一条断层。在回采过程中从机头延伸至125 号支架处，长度约217 m。
2）采空区影响：8205 工作面东部、南部为整合重组前小煤窑采空区，西部为8202 工作面采空区（2020年8 月回采完毕），北部为8203 工作面（未回采），8205 辅回撤通道距东部采空区煤柱20 m，8205 回风顺槽距南部采空区煤柱31 m，8205 切眼距西部8202采空区煤柱20 m。受采空区不同方向支承压力及采空区残余应力双重影响，压力显现明显。
3）工艺影响：8205 工作面为末采挂网阶段，距主回撤通道12.8 m 上聚酯纤维网，网片规格为长246 m、宽14 m，采煤机在割煤过程中，前滚筒割煤收护帮时，需连续收回5 架护帮板，将网片用绞盘收回，才能保证滚筒不割网片，导致不能及时护帮，煤壁片帮；
后滚筒通过后至少滞后5 架，将网片放下，才能移架，导致不能及时移架，空顶面积增加。
3.1 注浆加固施工（见下页图1）
图1 8205 工作面冒漏区注浆施工剖面示意图（单位：mm）
1）工作面侧注浆加固孔施工在工作面在8205 工作面70～120 号架处漏顶区域进行充填。从工作面机尾向机头进行充填，在顶板上方布置钻孔，需要注浆充填区域为65 m，顶板钻孔设计20 个，注浆孔深度为5.0 m、直径为45 mm，钻孔施工在距工作面煤壁上，且距顶板距离为1.0 m，钻孔以60°仰角布置。
2）主回撤通道侧注浆钻孔施工在采空区侧巷帮与顶板肩角处，注浆孔与顶板布置仰角为45°，钻孔深度为5.0 m、直径为45 mm，钻孔布置间距为3.0 m。
3）注浆钻孔施工完后，采用专用注浆泵依次对钻孔进行注浆加固，注浆液采用安密尔充填材料，注浆压力为4.5 MPa，单孔注浆量为80 kg。
4）注浆前必须把支架升紧，护帮板打开，紧贴煤壁，保证初撑力后，把支架操作手把打到零位，并合上限位装置。同时把采煤机前后10 m 范围内的浮煤和支架前的大块煤清理干净，保证人员进出畅通，并将刮板运输机拉空。
5）注浆时严禁人员操作相邻支架，并将相邻前后10 架支架的限位装置全部合上，以防人员误碰、误操作；
只准作业人员进入作业，其他无关人员严禁进入；
运送注浆料的人员行走要踩稳，以防滑倒或摔倒受伤。
3.2 施工帮锚索及W 型钢带
1）帮锚索施工在主回撤通道采空区侧巷帮上，帮锚索长度为6.0 m、直径为17.8 mm，共计施工两排，第一排施工在距顶板1.0 m 处巷帮上，第二排施工在距顶板2.5 m 处巷帮上。
2）锚索钻孔布置间距为1.5 m，第一排锚索钻孔以60°仰角布置，第二排锚索钻孔以50°仰角布置，相邻两排锚索钻孔成迈步式布置；
锚索钻孔施工完后依次对钻孔内搅拌注入锚索。
3）帮锚索施工完后，对同一排相邻三根锚索外露端安装一根长度为一根长度为3.5 m、宽度为0.25 m“W”型钢带，并采用螺母进行预紧。
3.3 其他安全措施
1）综采采煤机走至机尾，防止大块矸石掉落被采煤机卡住；
保证胶带机正常运行，能够及时拉出堆积矸石，防止刮板运输机被矸石压死。
2）工作面漏顶区域使用4.5 m 的单体柱和道木将网片顶平，将网片尽量顶至煤帮，每两架之间顶一根单体柱和道木，使用风筒布或料布将柔性网遮住对顶板漏顶区域进行充填，防止充填料跑漏。
3）工作面充填完漏顶区域，具备施工钻孔条件时，使用探水钻机施工直径153 mm 的钻孔，然后穿11号矿用工字钢。另行编制施工安全技术措施。
4）在回撤通道内回采侧打锚索，分两段打锚索形成锁口先从顶板比较稳定的地方开始，逐步向漏顶区域锁口，维护住煤柱上方的顶板[3-5]。
8205 综采工作面2020 年9 月开始回采，截至2021 年2 月21 日累计推采398 m，回采煤量69 万t。因漏顶原因，决定通过主回撤通道利用辅回撤通道回撤，主辅回撤通道煤柱为18 m，可回采煤量增加约3万t。截至2021 年5 月11 日8205 工作面已与主回撤通道贯通，工作面漏顶区域已顺利通过，通过对冒漏区采取联合支护技术后，工作面后期推进过程中未发生大面积冒漏现象，顶板冒漏高度控制在1.5 m 以下，保证了工作面安全顺槽过冒漏区，取得了显著应用成效。
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