孫月星

（西山煤電集團(tuán)馬蘭礦，山西 古交 030205）

綜采工作面停采施工主要是通過(guò)施工回撤通道、壁龕等，從而達(dá)到確保工作面后期機(jī)械設(shè)備能夠安全快速搬遷的目的。停采施工的主要內(nèi)容包括機(jī)械設(shè)備回撤通道的形成及維護(hù)、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)拆遷硐室的施工、回采煤壁的維護(hù)等。停采施工質(zhì)量直接關(guān)系到后期設(shè)備能否快速搬遷、工作面能否正常接替。所以在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行停采施工時(shí)，必須采取合理有效的施工工藝，保證停采施工安全及施工質(zhì)量。本文主要以馬蘭礦28304工作面停采施工為例，提出了在復(fù)雜地質(zhì)條件下停采施工技術(shù)措施。

1 概 述

馬蘭礦井田位于西山煤田西部邊緣，井田東部與屯蘭礦相鄰，西部以9#煤層露頭線(xiàn)及北社斷層為界，南部以原相北斷層為界，北部與城鎮(zhèn)底礦接壤。礦井井田面積為104km2，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為4.0Mt/a，井田內(nèi)現(xiàn)開(kāi)采煤層為02#、2#、8#煤層。

28304工作面位于北三盤(pán)區(qū)右翼，右翼軌道巷、皮帶巷分別從北三盤(pán)區(qū)軌道下山開(kāi)口，28304工作面以東為右翼軌道巷、皮帶巷及回風(fēng)巷，以南為28305工作面（形成階段），以西為實(shí)煤區(qū)，以北為28302采空區(qū)。工作面走向長(zhǎng)度為1100m，傾向長(zhǎng)度為178m，工作面回采煤層為8#煤層，煤層平均厚度為4.0m，工作面采用綜合機(jī)械化后退式回采工藝，全部垮落法處理采空區(qū)。28304工作面直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為3.7m，基本頂主要以粉砂巖為主，平均厚度為7.4m。根據(jù)馬蘭礦地測(cè)科提供資料顯示，28304工作面回采至1015m處揭露一條正斷層，斷層落差為1.7m，傾角為55°。

根據(jù)工作面設(shè)計(jì)，為確保最大限度回采煤炭資源及保證回采安全，將28304工作面停采線(xiàn)位置確定在1020m處，工作面回采至距停采線(xiàn)一定范圍內(nèi)進(jìn)行停采施工，28304停采施工主要包括回撤通道施工維護(hù)、工作面煤壁維護(hù)以及機(jī)組壁龕施工維護(hù)等。

2 工作面原停采施工工藝及問(wèn)題分析

2.1 工作面原停采施工工藝

（1）28304工作面初步設(shè)計(jì)中工作面回采至1017m處時(shí)停止移架，在工作面頂板施工單錨桿支護(hù)，錨桿采用長(zhǎng)度為2.0m，Ф18mm螺紋桿，錨桿間距為1.5m，第一排錨桿施工完后開(kāi)始割第二刀煤，割煤后施工第二排錨桿，依次類(lèi)推直至工作面割煤至停采線(xiàn)。

（2）工作面煤壁采用兩排錨桿進(jìn)行維護(hù)，第一排錨桿施工在距工作面頂板1.5m處，第二排錨桿與第一排錨桿間距為1.5m，錨桿長(zhǎng)度為1.8m，Ф18mm。

（3）壁龕采用采煤機(jī)進(jìn)行切割形成，壁龕長(zhǎng)度為20m，壁龕深度為1.0m，壁龕形成后采用單錨桿進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)方式與煤壁相同。

2.2 原施工工藝主要存在技術(shù)難題

（1）28304工作面直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，該巖石硬度系數(shù)f＜4.0，在外界作用力下巖石層會(huì)發(fā)生變形、斷裂。28304工作面以北為28302采空區(qū)，且工作面回采至1015m處存揭露一條斷層，在構(gòu)造應(yīng)力、采空區(qū)壓力的作用下，工作面頂板壓力加大，而28304工作面回采至1017m處開(kāi)始對(duì)機(jī)道處頂板進(jìn)行維護(hù)時(shí)，機(jī)道成型困難，伴隨著局部冒頂、垮落事故發(fā)生。

（2）28304工作面受構(gòu)造應(yīng)力影響，工作面機(jī)道頂板及煤壁出現(xiàn)大面積破碎、片幫現(xiàn)象，原設(shè)計(jì)中頂板采用單一錨桿支護(hù)不能加強(qiáng)頂板穩(wěn)定性，且頂板采用長(zhǎng)度為2.0m鋼錨桿不能滿(mǎn)足支護(hù)需要，同時(shí)煤壁采用兩排單錨桿支護(hù)無(wú)法防止煤壁片幫，特別是煤壁與頂板之間三角煤柱維護(hù)控制難度大。

3 28304工作面停采施工工藝優(yōu)化

3.1 機(jī)道施工工藝

為了避免斷層對(duì)機(jī)道成型的影響，28304工作面超前對(duì)機(jī)道進(jìn)行維護(hù)，并采取錨桿、錨索、錨索吊棚聯(lián)合支護(hù)措施對(duì)機(jī)道頂板進(jìn)行維護(hù)。

（1）28304工作面回采至112m處開(kāi)始對(duì)工作面頂板施工第一排錨索吊棚并鋪設(shè)金屬網(wǎng)，鋼梁長(zhǎng)度為3.5m，每根鋼梁采用兩根長(zhǎng)度為8.3m錨索將其與頂板進(jìn)行固定，鋼梁平行工作面布置，在施工吊棚時(shí)在其上方鋪設(shè)一卷金屬網(wǎng)，并在支架頂梁上方鋪設(shè)一排長(zhǎng)度為2.0m鋼管，移架時(shí)使鋼管與頂網(wǎng)接觸嚴(yán)實(shí)。

（2）當(dāng)工作面第一排錨索吊棚施工完后繼續(xù)割煤、移架，工作面割煤至距停采線(xiàn)3.5m處時(shí)停止移架并在支架前探梁0.3m處施工第二排錨索吊棚，第二排錨索吊棚與第一排施工工藝相同，且兩排錨索吊棚錯(cuò)位式布置，錯(cuò)位距離為0.5m。

（3）第二排錨索吊棚施工完后工作面繼續(xù)割煤，割煤一刀完成后及時(shí)在頂板施工第一排錨桿、鋼帶支護(hù)，鋼帶長(zhǎng)度為4.8m，每根鋼帶配套5根錨桿，錨桿采用長(zhǎng)度為2.5m，Ф22mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，鋼帶平行工作面布置，相鄰兩根鋼帶首尾錨桿疊加布置，如圖1所示。

圖1 28304工作面停采施工平面圖

（4）第一排鋼帶施工完后工作面繼續(xù)割煤，割煤完成后施工第二排鋼帶，第二排鋼帶與第一排鋼帶施工工藝相同，第一排鋼帶與第二排鋼帶錯(cuò)位布置，錯(cuò)位距離為0.5m。依次類(lèi)推直至采煤機(jī)割煤到位，機(jī)道處頂板共計(jì)施工三排鋼帶，鋼帶間距為1.0m，鋼帶與頂板之間鋪設(shè)金屬網(wǎng)。

（5）頂板鋼帶施工完后，在三排鋼帶之間施工兩排單錨索，錨索間距為3.0m，錨索采用長(zhǎng)度為8.3m預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，錨索下方采用鋼托板及鎖具進(jìn)行錨固預(yù)緊。

3.2 煤壁支護(hù)工藝

為了防止工作面煤壁片幫及加強(qiáng)三角煤柱維護(hù)，28304工作面施工三排邁步式護(hù)幫，并在煤壁處支設(shè)單體支柱。

（1）工作面煤壁護(hù)幫錨桿采用長(zhǎng)度為2.0m，Ф22mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，第一排錨桿施工在距頂板0.4m處，錨桿間距為1.0m，錨桿與煤壁之間采用鋼護(hù)幫進(jìn)行預(yù)緊。

（2）第二排錨桿與第一排錨桿間距為1.0m，第二排錨桿間距為1.0m，第二排的第一根錨桿施工在第一排的第一根與第二根錨桿中間，兩排錨桿成“邁步式”布置。

（3）第三排錨桿與第二排錨桿排距為1.0m，錨桿間距為1.0m，同樣第三排錨桿與第二排錨桿成“邁步式”布置。

（4）當(dāng)工作面煤壁護(hù)幫施工完后，在距煤壁0.5m處支設(shè)一排單體液壓支柱，單體柱間距為2.0m。

3.3 壁龕施工工藝

（1）28304工作面壁龕施工在工作面機(jī)尾位置，為方便拆卸刮板輸送機(jī)及采煤機(jī)，壁龕設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為25m，深度為2.5m，當(dāng)采煤機(jī)割最后一刀煤后采煤機(jī)空刀返回89號(hào)支架處（共計(jì)105架支架），然后推移89～105號(hào)支架之間的刮板輸送機(jī)，輸送機(jī)推移到位后采煤機(jī)繼續(xù)斜切進(jìn)刀割煤，采煤機(jī)壁龕形成后及時(shí)將刮板輸送機(jī)拉回至原位。

（2）采煤機(jī)壁龕處頂板采用錨桿配套鋼帶進(jìn)行維護(hù)，頂板施工兩根鋼帶，鋼帶間距為1.0m，鋼帶布置形式與機(jī)道頂板鋼帶布置相同。壁龕處煤壁支護(hù)與工作面煤壁支護(hù)相同。

4 結(jié)束語(yǔ)

西山煤電集團(tuán)馬蘭礦合理分析了工作面?zhèn)鹘y(tǒng)停采施工工藝及存在的問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)28304工作面停采施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)踐證明28304工作面停采施工工藝優(yōu)化后，提高了機(jī)道處頂板穩(wěn)定性，頂板未出現(xiàn)破碎、冒頂?shù)痊F(xiàn)象，減少了煤壁片幫現(xiàn)象，保證工作面后期安全高效搬遷，取得了顯著成效。