郭李剛

（山西高河能源有限公司，山西 長(zhǎng)治 047100）

1 概況

高河煤礦主要開采煤層為3 號(hào)煤層，E1302 作業(yè)面屬于3 號(hào)煤層開采過程中的首采作業(yè)面，長(zhǎng)度230m，可開采長(zhǎng)度1740m，3 號(hào)煤層平均厚度6.4m。E1302 采用綜放開采工藝，開采高度3.5m，放煤高度2.9m。工作面巷道布置如圖1 所示。

圖1 E1302 作業(yè)面巷道布設(shè)示意圖

3 號(hào)煤層偽頂為泥巖，厚度1.82~2.13m 之間，其中含有部分植物根部化石物質(zhì)，巖體對(duì)應(yīng)的普氏硬度值f=1.22。直接頂為泥質(zhì)砂巖，厚度在6.87~7.85m 之間?；卷敒榧?xì)粒砂巖，厚度在12.42~13.65m 之間。直接底為泥巖，厚度在2.96~3.05m 之間。基本底為砂質(zhì)泥巖，厚度在8.37~8.94m 之間。

2 柔?；炷裂乜樟粝镏ёo(hù)

2.1 后續(xù)澆注區(qū)域支護(hù)設(shè)計(jì)

參考以往開采過程中相似煤層的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定柔?；炷裂乜樟粝锖罄m(xù)需要澆注區(qū)域最大控頂距范圍應(yīng)當(dāng)小于6m。設(shè)定當(dāng)日檢修班組完成一次柔?；炷翝仓鳂I(yè)，若采煤面進(jìn)度相對(duì)小的情況下，允許間隔1d 進(jìn)行柔?；炷翝仓珣?yīng)當(dāng)保證控頂距小于6m。所使用的柔模混凝土模板大小為3m×1.2m×4.0m。澆筑過程中應(yīng)用的混凝土標(biāo)號(hào)值為C30。

在進(jìn)行柔?；炷两Y(jié)構(gòu)澆注之后，其側(cè)旁位置處對(duì)應(yīng)支護(hù)墻體會(huì)出現(xiàn)一定橫向變形，只有有效控制其變形，才能夠使得支護(hù)墻體擁有相應(yīng)的承載性能。在支護(hù)墻體之中設(shè)置相應(yīng)的預(yù)置錨桿結(jié)構(gòu)，在兩端位置設(shè)置梯子梁、托盤以及螺母等，錨桿間排距具體大小為800×900mm，Ф22×1300mm，梯子梁Φ14-3-800-1600mm。在柔性模具預(yù)先留置孔洞之中設(shè)置錨桿，再套上梯子梁裝置，最后把螺母上緊，確保所預(yù)置的錨桿外部漏出部分控制在10~40mm 范圍之內(nèi)。

2.2 臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)

對(duì)超前工作面50m 范圍區(qū)域以及滯后作業(yè)面位置150m 范圍區(qū)域，通過采取單體液壓支柱配合π型梁進(jìn)行支護(hù)，棚間距0.8m，如圖2 所示。

圖2 沿空留巷整體支護(hù)結(jié)構(gòu)圖

3 柔?；炷裂乜樟粝锸┕?/h2>

3.1 柔模混凝土沿空留巷施工工序

柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに囎顬楹诵牡膬?nèi)容是混凝土的制備以及澆筑作業(yè)。通過二次拌制的方法完成混凝土材料制備以及澆筑。在井上完成拌制之后的物料經(jīng)由礦車輸送到換裝站，然后再通過輔運(yùn)設(shè)備輸送到安裝于工作面回風(fēng)順槽巷道之中的泵站，在泵站攪拌槽之中與適當(dāng)比例的水混合攪拌之后，由泵送裝置泵送至澆注位置，如圖3 所示。

圖3 柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに嚵鞒淌疽鈭D

3.2 柔模混凝土沿空留巷施工設(shè)備

KTRHZSJ-30 型柔模混凝土泵送設(shè)備包括井上配料裝置、井上混合裝置、井下混凝土拌制裝置以及泵送裝置等。裝置現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖4 所示。

圖4 井下柔?；炷辽狭霞鞍柚蒲b置現(xiàn)場(chǎng)示意圖

井下柔?；炷林苽溲b置以及泵送裝置和工作面煤壁的距離為200m 左右，在工作面回風(fēng)順槽的外幫位置處，泵送管道直徑5 寸，材質(zhì)為鋼質(zhì)材料，每節(jié)泵送管道長(zhǎng)度3m，保證管道按照直線方向連接，設(shè)備布設(shè)如圖5 所示。

圖5 設(shè)備布設(shè)示意圖

4 應(yīng)用效果

4.1 巷道位移監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

在超前井下作業(yè)面50m 位置設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)位置，對(duì)巷道頂?shù)装逦灰魄闆r以及兩幫位移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量所得具體數(shù)據(jù)如圖6 所示。

圖6 巷道位移實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

從圖6 看出，在超前工作面30m 區(qū)域，圍巖變形逐步開始發(fā)展；而在滯后作業(yè)面60m 區(qū)域圍巖結(jié)構(gòu)的活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，但最大位移量均能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；在滯后作業(yè)面60m 之后的區(qū)域，圍巖活動(dòng)基本上趨于平穩(wěn)。說明所采用的柔?；炷裂乜樟粝镏ёo(hù)工藝取得了良好的支護(hù)效果。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに囋? 號(hào)煤層E1302 作業(yè)面進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，該作業(yè)面剩余開采長(zhǎng)度540m，充填開采可以增加9.7 萬t 的煤炭回收，經(jīng)濟(jì)效益2522 萬元左右。

5 結(jié)語

高河煤礦3 號(hào)煤層E1302 工作面通過采用柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに嚕瑢⒅暗摹疤伞遍_采方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)作業(yè)，進(jìn)一步提升煤炭開采作業(yè)的集中化程度。在實(shí)際開采中能夠?qū)崿F(xiàn)無煤柱開采，有效消除了煤柱帶來的應(yīng)力集中，為煤炭開采作業(yè)安全、高效進(jìn)行提供了可靠保障。