殷國裕
(山西省汾西礦業(yè)集團公司正善煤業(yè),山西 孝義 032300)
33(4)11工作面位于三采區(qū)前進方向的南翼,東鄰33(4)09工作面、西鄰33(4)13工作面,南部為聚財塔大斷層。工作面所采4(3+4)#煤層為山西組下段頂部煤層,該煤層區(qū)內(nèi)穩(wěn)定,結構中等至復雜,含2層~3層厚為0.2 m左右的灰—黑灰色泥巖夾矸層。該區(qū)內(nèi)煤層傾角0°~12°,平均6°。4(3+4)#煤層之上為灰黑色砂質(zhì)泥巖,厚約14.37 m,含砂不均,夾粉砂巖條帶,水平層理較發(fā)育,含植物化石,之上為灰色及深灰色細粒砂巖,堅硬,層面含云母及炭屑,局部地方節(jié)理、裂隙發(fā)育。煤層頂板局部地方發(fā)育有一層厚度大約0.3 m的泥巖偽頂。工作面所采3#、4#煤層煤塵有爆炸性,爆炸指數(shù)為38%~40.9%;自燃傾向性等級為Ⅲ類,不易自燃。工作面采用走向長壁后退式一次采全高綜合機械化采煤法,由MG400/940-WD型采煤機落煤、裝煤,SGZ-880/800型刮板運輸機運煤,ZZ6000-20/42型液壓支架支護頂板,采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。
33(4)11材巷1 360 m~1 385 m范圍內(nèi)因巷道刷擴時冒高約5 m~6 m,工作面推進至該范圍時,機尾三角區(qū)頂板與原材巷巷道頂板形成臺階,導致工作面推進時三角區(qū)頂板呈懸臂狀態(tài)。
對33(4)11綜采工作面1 360 m~1 385 m范圍內(nèi)三角區(qū)頂板采用固安特CM-15高分子加固材料配合錨桿錨索或單點支柱的支護方式進行加固,若頂板破碎出現(xiàn)拉槽現(xiàn)象時,采用架設超前走向棚的支護方式進行頂板維護。
1) 注漿施工方法為:在33(4)11材巷西側(cè)幫1 360 m~1 385 m范圍內(nèi),首先在距底板1.5 m處由南向北每隔7 m施工一個沿煤層傾向的水平鉆孔,鉆孔采用氣動手持式鉆機(型號為ZQS50/1.6)配合注漿麻花鉆桿,孔深10 m,每個鉆孔使用4根有眼麻花鉆桿進行注漿加固,每個孔注漿60桶;其次在距底板2 m處由北向南每隔7 m施工一個沿煤層傾向(東西向)的仰角穿層鉆孔(仰角鉆孔β=30°),鉆孔采用錨桿鉆機(型號為MQT-130C)配合配套鉆桿進行鉆眼后重新穿插注漿鉆桿,孔深6.5 m,每個鉆孔使用2根有眼注漿鉆桿進行注漿加固,每個孔注漿40桶。合計水平鉆孔4個,穿層加固孔4個,鉆孔平剖面見圖1。注漿加固時間選擇在材巷設備列車拉移后,超前支護未架設前進行。
圖1 注漿鉆孔平剖面圖(單位:mm)
2) 注漿時要保證壓風壓力大于0.4 MPa以上。
3) 穿層鉆孔注漿時,鉆孔施工完畢后使用風鉆將鉆孔外2 m的孔徑掏至不小于46 mm(先用錨桿鉆機打眼至6 m,再用錨頭鉆眼2 m)。
4) 注漿時,注漿孔的前方及其附近嚴禁站人,以防傷人。
5) 現(xiàn)場作業(yè)人員要采取個體防護措施,并佩戴專用手套和眼鏡。
6) 工藝流程:打眼→安放設備→接通氣源→埋設注漿管與封口器→用高壓管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入A組分(淡黃色液體)和B組分(深褐色液體)→開泵注漿→注漿壓力(由廠家現(xiàn)場指導) →停泵拆注射槍→沖洗機具→拆卸混合槍和管路。
7) 注漿孔位置及參數(shù)根據(jù)頂幫裂隙及實際注漿效果可適當進行調(diào)整,嚴禁浪費注漿料。
8) 每孔注漿量根據(jù)注漿壓力確定,施工時必須嚴格控制注漿壓力,當出現(xiàn)大面積漏漿(漏漿量等于泵的注入量)時,即可換孔注漿或停止注漿。
錨桿、錨索、單點支柱施工方法為:隨工作面推進,若煤壁片幫導致端面距超過0.8 m,則加強支護采用支設戴帽點柱或打單點錨桿的方式進行,戴帽點柱支設時,每個支架前支設一根,支柱采用與采高相匹配的單體液壓支柱(DZ31.5、DZ28、DZ35、DZ42型),柱帽選用400 mm×200 mm×50 mm的木托板或1/2Φ18~20×1 500 mm的木棚板;單點錨桿支設時,單點錨桿采用Φ20×L2 400 mm螺紋鋼錨桿,配合300 mm×400 mm×3 mm的W托盤聯(lián)合支護(工作面回收出的舊托盤),錨桿間距為1.5 m(沿工作面傾向每個支架前支設一根,形成一排加強支護錨桿),每根錨桿配套使用K2355(藍色)、Z2355(白色)型錨固劑各一支(快速在上,中速在下),頂錨桿錨固力不小于105 kN,預緊力不小于200 N·M;(根據(jù)施工現(xiàn)場難易程度盡可能采用單點錨桿進行加強支護,單點錨桿施工難度較大時可以采用單點支柱進行加強支護,加強支護盡量選擇在檢修班期間進行)若片幫導致端面距超過1.5 m時,則加強支護采用錨桿錨索相互交錯方式布置進行加強支護,采用錨索補強支護時,錨索間距為3 m(沿工作面傾向每兩個支架前支設一根,且避免錨桿錨索同排支護)單點錨索采用Φ17.8 mm×L6400 mm的鋼絞線,配合250 mm×250 mm×16 mm錨索托盤聯(lián)合支護,每根錨索配套使用K2355錨固劑1支、Z2355型錨固劑2支(快速藥卷在上,中速藥卷在下),錨索應保證設計長度,不得剪切,外露長度露出鎖具150 mm~250 mm。錨索預緊力14 T,錨固力20 T~23 T。若工作面因設備故障或其他原因?qū)е鹿ぷ髅娌荒茉?4 h內(nèi)向前推進時,則錨索間距沿工作面傾向縮小為1.5 m。
若頂板出現(xiàn)拉槽落矸,煤壁片幫導致端面距超過2 m時,超前支護及勾頂作業(yè)施工應使用鋼π型梁、風水管或道軌長邊沿工作面推進方向放置作為超前支護的骨架梁,一端插入煤壁,一端插入支架護幫板間隙或支架前探梁頂部,每個支架架一根或兩根,然后沿傾向在骨架梁上方鋪設1層3.0 m的長棚板使其形成一個封閉平臺,控制住浮矸活石向工作面涌入,每兩個支架搭設1組護頂平臺,隨支架前移,護頂平臺隨之移動,若漏渣范圍擴大冒高超過3 m,應在平臺上進行勾頂作業(yè),勾頂時選用1.5 m的短棚板勾成#字型木垛根據(jù)現(xiàn)場實際勾至接頂,每個支架上部勾設一個,搭設在支架前探梁上前方,升起支架調(diào)高油缸使木垛與頂板緊密接觸。
通過對33(4)11綜采工作面1 360 m~1 385 m范圍內(nèi)三角區(qū)頂板采用固安特CM-15高分子加固材料配合錨桿錨索或單點支柱的支護方式進行加固,對于頂板破碎出現(xiàn)拉槽現(xiàn)象時,采用架設超前走向棚的支護方式進行頂板維護,保證了工作面頂板安全,通過現(xiàn)場實踐,工作面在推進過該25 m范圍內(nèi)時,頂板支護良好,無頂板事故出現(xiàn),保證了工作面安全生產(chǎn)。