邵永彪

（晉煤集團(tuán) 趙莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)子 046605）

趙莊礦是800萬(wàn)t/a的大型礦井，井田地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層破碎帶等很發(fā)育，主采3號(hào)煤層，煤體松軟、強(qiáng)度低，煤體裂隙發(fā)育。1306工作面為一盤區(qū)首個(gè)回采工作面，回采時(shí)煤層上部出現(xiàn)一層夾矸，厚度0.8～1.5 m，夾矸上有一層厚0.3 m的煤線，不僅嚴(yán)重影響煤質(zhì)，且給回采帶來(lái)很大困難。

1 工作面的概況

1）地質(zhì)概況：1306工作面可采走向長(zhǎng)1 962 m，傾斜長(zhǎng)219.5 m，煤層厚度3.7～5.4 m、平均4.5 m，煤層傾角平均7°，順槽巷道及切眼掘進(jìn)過(guò)程中共揭露斷層20個(gè)，均為正斷層，其中對(duì)1306工作面回采影響較大的斷層7個(gè)。巖層柱狀特征如表1所示。

表1 巖層柱狀特征

2）生產(chǎn)技術(shù)條件：1306工作面順槽巷（皮帶巷）道寬度分別為5.4 m、5.2 m，均為矩形斷面，采用錨網(wǎng)支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)。采煤方法為走向長(zhǎng)壁一次采全高后退式，雙向往返割煤，沿頂、底板推進(jìn)，循環(huán)進(jìn)度0.865 m，最大控頂距5.902 m，最小控頂距5.037 m。主要設(shè)備如下：SGZ-1000/2×855型刮板運(yùn)輸機(jī)，生產(chǎn)能力 2 500 t/h，運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)度220 m。SZZ-1200/375型轉(zhuǎn)載機(jī)，生產(chǎn)能力3 200 t/h，長(zhǎng)度33 m。DSJ-140/250/3×400型順槽皮帶2部，生產(chǎn)能力2 500 t/h，皮帶寬度1 400 mm。端頭支架（6架），ZT12000/28/62D；過(guò)渡支架（3架），ZYG12000/28/62D；中間支架（120架），ZY12000/28／62D。支架形式為兩柱掩護(hù)式電液控制支架，高度2.8～6.2 m，中心距1 750 mm，泵站壓力31.5 MPa，支護(hù)強(qiáng)度 1.36～1.40 MPa，對(duì)底板比壓（前端值）2.56～2.82 MPa，初撐力7917 kN，工作阻力12 000 kN。艾柯夫SL-500型采煤機(jī)，生產(chǎn)能力2 500 t/h，總裝機(jī)功率1 815 kW。PCM-375型破碎機(jī)，通過(guò)能力3 000 t/h，總裝機(jī)功率375 kW。

2 兩巷管理

1）噴漿：順槽巷道掘進(jìn)中，由于煤層頂板為泥巖夾矸，采取將夾矸挑掉的方法掘進(jìn)，這就出現(xiàn)一段超高巷道（可達(dá)5～7 m）。為控制超高巷道回采過(guò)程的動(dòng)壓影響，減小巷幫水平位移，保證三角區(qū)回采安全，在兩巷的采面幫進(jìn)行了噴射混凝土?；炷翉?qiáng)度不低于 C20，料配比(體積比)為：水泥∶砂∶石子=1∶2∶2。水泥標(biāo)號(hào)Po42.5，噴層厚度50 mm。

2）注水泥漿：兩巷超高段在噴射混凝土后，采用水泥漿液進(jìn)行注漿加固。注漿時(shí)先進(jìn)行低壓淺孔注漿，孔深2.5 m，間排距1 200 mm×1 200 mm，漿液采用水泥加水玻璃漿液，水玻璃的摻量為水泥用量的 3%～5%，水灰比控制在0.8～1.0，注漿壓力控制在2 MPa。在淺孔注漿后，待漿液凝固，進(jìn)行高壓深孔注漿，孔深5 m，采用52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.5～0.6，摻加水泥量0.7%的高效減水劑，注漿壓力控制在3.0～5.0 MPa。

3）超前支護(hù)：從煤壁線向外60 m范圍內(nèi)進(jìn)行超前支護(hù)，采用單體液壓支柱加長(zhǎng)圓木或π型鋼梁，單體柱為DW45-150/110LX，支撐高度4.5 m，柱鞋使用XFD-40。超前柱為一梁三柱架棚支設(shè)，棚距1 m；頂板條件不好或壓力大時(shí)，棚距縮小為500 mm，采用一梁四柱。單體柱初撐力110 kN。巷道超高段在圓木上打木垛構(gòu)假頂，木垛間相互聯(lián)鎖，接實(shí)頂板。

3 工作面的治理方案

1）頂板及煤壁控制：大采高情況下，若頂板、煤幫長(zhǎng)時(shí)間未達(dá)到有效支撐，可導(dǎo)致煤壁片幫、夾矸層失穩(wěn)而掉落。因此在機(jī)組割煤時(shí)，距采煤機(jī)1～2架將護(hù)幫板收起，采煤機(jī)組滾筒割過(guò)后，立即伸出伸縮梁，打出一級(jí)防幫板，展開(kāi)二級(jí)護(hù)幫板，緊跟采煤機(jī)行進(jìn)要及時(shí)推溜、移架，移架時(shí)要做到少降、快拉、快升，在煤壁片幫時(shí)進(jìn)行超前拉架，使煤壁始終處于支架護(hù)幫板支撐，夾矸層始終處于支架頂梁支撐。

2）加固：工作面煤體裂隙發(fā)育、片幫嚴(yán)重時(shí)，采用化學(xué)注漿進(jìn)行超前加固，注漿孔深6 m，封孔2 m，孔間距5 m。夾矸薄、極易破碎或地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重時(shí)，將注漿眼打穿夾矸及煤線至上覆巖層，將夾矸、煤線、上覆巖層固化成一個(gè)整體。施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件增減注漿排數(shù)或注漿孔間距。單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力，并穩(wěn)壓3 min以上；若雖未達(dá)到注漿壓力，但周邊煤壁漏漿，可停泵一段時(shí)間再注，直到達(dá)到注漿壓力為止。整體注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：頂板完整推到支架切頂線。

3）過(guò)斷層：為減少斷層落差造成工作面局部坡度變大情況，采取斷層上盤破頂留底煤、下盤破底板留頂煤、降低斷層面前后采高的方法，隨平工作面刮板輸送機(jī)。相鄰支架間利用防倒千斤頂連接成為一個(gè)整體，在拉架過(guò)程中利用調(diào)底千斤進(jìn)行及時(shí)墊架，利用側(cè)推千斤及側(cè)護(hù)板調(diào)架，嚴(yán)防出現(xiàn)擠架、倒架、咬架，使支架處于最佳受力狀態(tài)。

4 效果分析

1）效果：①工作面出現(xiàn)煤體松軟嚴(yán)重、過(guò)構(gòu)造托頂煤、頂矸破碎等情況時(shí)，利用化學(xué)注漿能快速將煤體及破碎矸石凝結(jié)成一個(gè)整體，提高圍巖強(qiáng)度，避免工作面條件惡化。②兩巷超前支護(hù)段提前進(jìn)行噴漿封閉、預(yù)注水泥漿，可避免巷道煤幫及頂板在動(dòng)壓下出現(xiàn)煤體疏松、錨桿支護(hù)力減弱的情況，可有效減小兩幫水平位移，并保證端頭端尾三角區(qū)的夾矸層在回采時(shí)不塌落。③巷道假頂在回采時(shí)，端頭架直接托住圓木及上面的假頂，對(duì)三角區(qū)的頂板形成有效支護(hù)，構(gòu)假頂?shù)陌辶涸谥Ъ芾^(guò)后從支架后掉落，可進(jìn)行二次回收利用。④托夾矸前，設(shè)備損耗大，機(jī)電事故率高，采出的大量矸石對(duì)地面構(gòu)成很大壓力，且造成工作面采高過(guò)大，丟底煤。托夾矸后，沿頂沿底，不僅避免了上述現(xiàn)象，而且增加了資源回收率。

2）分析：①工作面推進(jìn)速度慢時(shí)，煤壁片幫加劇，兩巷位移變形加大，影響安全出口，皮帶巷需進(jìn)行人工開(kāi)幫。加快工作面推進(jìn)速度，可減少超前支承壓力的影響范圍、減少支承壓力對(duì)工作面及兩巷的作用時(shí)間，從而減小煤壁片幫程度和兩巷位移。②在工作面推進(jìn)過(guò)程中遇構(gòu)造時(shí)，局部支架隨坡，導(dǎo)致部分支架的接頂性差。要加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，對(duì)探明的構(gòu)造要提前在工作面進(jìn)行注化學(xué)漿，或在兩巷進(jìn)行長(zhǎng)距離深孔注水泥漿，加固構(gòu)造處的頂板及煤壁。③當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行速度快、支架工移架速度趕不上機(jī)組運(yùn)行速度時(shí)，新暴露的頂板不能及時(shí)得到有效支護(hù)，會(huì)使壓力轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致頂板破碎、煤壁片幫。因此，各工序之間必須嚴(yán)密配合，合理安排人員，割煤、頂溜、移架速度相匹配。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜合采取上述技術(shù)措施，1306工作面已順利回采結(jié)束，能為其它礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件的大采高回采、高產(chǎn)高效積累經(jīng)驗(yàn)，具有借鑒參考意義。

[1] 李釗，金兆濤，聶利亞，等.極軟煤層大采高綜采化學(xué)注漿控制片幫冒頂技術(shù)[J].煤礦開(kāi)采，2010，15（6）：57-60.