李冠夏

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)有限公司晉華宮礦，山西 大同 037016）

1 概況

晉華宮礦隸屬于山西大同煤礦集團(tuán)，位于大同煤田東北邊緣，產(chǎn)量為400 萬(wàn)t/a。62124 工作面走向長(zhǎng)度1542 m，傾斜長(zhǎng)度163 m，工作面煤層傾角0°～14°，面積約251 346 m2。工作面煤層最高2.6 m，最低1.48 m，平均1.95 m，工作面整體情況較穩(wěn)定。

2 工作面頂板支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 礦壓參數(shù)

通過(guò)實(shí)測(cè)同煤層工作面的礦壓參數(shù)，來(lái)推算62124 工作面的大致情況，結(jié)合之前的經(jīng)驗(yàn)，在無(wú)特殊地質(zhì)條件突變情況下，兩者契合度應(yīng)該在90%以上[1]。礦壓參數(shù)詳見(jiàn)表1。

表1 預(yù)測(cè)62124 工作面相關(guān)礦壓參數(shù)

2.2 支架選型理論計(jì)算

（1）液壓支架選型

由經(jīng)驗(yàn)公式（1）[2]計(jì)算工作面單位面積壓力P，經(jīng)計(jì)算P=39 000 kg/m2，換算為382.2 kN/m2，所需支架阻力為3 439.8 kN（支架頂部面積按9.0 m2計(jì)算）。在此選取ZY5000-12/28 液壓支架，其工作阻力為5000 kN，故滿(mǎn)足頂板支護(hù)強(qiáng)度要求。

式中：M為工作面平均采高，取值1.95 m；R為煤巖平均容重，取值 2.5×103kg/m3。

（2）工作面液壓支架設(shè)計(jì)

62124 工作面設(shè)計(jì)安裝ZY5000-12/25 型掩護(hù)式液壓支架123架，機(jī)頭、機(jī)尾處各安裝一個(gè)端頭支架，具體型號(hào)ZZ5200E，液壓支架中心距設(shè)計(jì)為1.5 m。

3 工作面頂板控制措施分析

3.1 機(jī)頭、尾處切頂支護(hù)

（1）機(jī)頭切頂支護(hù)

① 當(dāng)頂板完整時(shí)，在機(jī)頭處沿著切頂線打兩排密集支柱，其中靠近采空區(qū)排柱距300 mm，第二排柱距600 mm，兩排支柱間距800 mm，柱帽和單體液壓支柱連接處設(shè)計(jì)400 mm 長(zhǎng)的小“π”型梁。具體支護(hù)示意圖如圖1[3]。

圖1 機(jī)頭、機(jī)尾切頂支護(hù)示意圖

② 當(dāng)頂板破碎時(shí)，需要架棚支護(hù)，用“π”梁或圓木做棚梁，單體液壓支護(hù)作為支撐結(jié)構(gòu)。當(dāng)機(jī)頭反刀、端頭支架前進(jìn)，在距離第二排切頂支柱800 mm 位置處，打上一排柱距600 mm 的單體液壓支柱，然后及時(shí)撤出最靠近采空區(qū)排密集單體液壓支柱，將原第二排液壓支柱按照300 mm 進(jìn)行加密。

（2）機(jī)尾切頂支護(hù)

① 運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾125#支架外側(cè)邊緣與回風(fēng)順槽不采幫間距≤1000 mm 時(shí)，第一排單體柱距700 mm，第二排單體柱距700 mm，排距800 mm；不采幫間距>1000 mm 時(shí)，切頂支護(hù)緊貼瓦斯抽放管的兩根單體柱距700 mm，其他單體液壓支柱柱距300 mm，排距800 mm，頂部設(shè)計(jì)同機(jī)頭處（見(jiàn)圖1）。

② 機(jī)尾處的切頂支護(hù)交替循環(huán)同機(jī)頭，排距和柱距均設(shè)計(jì)為800 mm。

③ 必須調(diào)整好工作面，保證運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾125#支架外側(cè)邊緣與回風(fēng)順槽不采幫保持800 mm 以上間距，否則必須進(jìn)行劈幫[4]。

3.2 兩巷回收措施分析

（1）兩巷頂錨、錨索、托板回收

頂錨采用專(zhuān)用工具擰開(kāi)螺絲帽回收，錨索使用退錨器回收。回收下的錨片、錨索托板，集中后回收到指定地點(diǎn)。

① 當(dāng)巷道頂錨及錨索進(jìn)入兩端頭前，支架頂梁和切頂支護(hù)前的頂錨及錨索由生產(chǎn)班開(kāi)始回收，回收一組割一刀煤[5]。

② 回收前必須嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度，停止采煤機(jī)并閉鎖運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)，嚴(yán)禁提前回或進(jìn)入采空區(qū)回。若頂板破碎嚴(yán)重時(shí)，可隔架回收或暫不回收，退錨率要求不低于90%。

③ 回收頂錨及錨索高度超過(guò)人員身高時(shí)，需首先利用半圓木搭建臨時(shí)工作臺(tái)，寬度不得小于1.0 m，工作臺(tái)由當(dāng)班跟班隊(duì)長(zhǎng)安全確認(rèn)。

（2）幫錨、幫網(wǎng)回收

① 兩巷采幫幫網(wǎng)由生產(chǎn)班根據(jù)當(dāng)班回采情況負(fù)責(zé)回收，回收包括相應(yīng)的錨桿墊片?；厥諘r(shí)對(duì)滾幫大的地段要打好臨時(shí)貼幫點(diǎn)柱，護(hù)住煤幫，方可繼續(xù)回收。回收時(shí)人員必須站在未回收的安全地段?；厥蘸?，空幫距離不大于1 m，人員必須在采煤機(jī)距離缺口30 m 前完成回收[6]。

② 兩巷不采幫幫網(wǎng)不回收，但要求幫網(wǎng)進(jìn)入采空區(qū)前必須斷開(kāi)，斷開(kāi)點(diǎn)間距不得小于500 mm，每班班后斷開(kāi)。

③ 兩巷采幫幫網(wǎng)及錨桿在返刀時(shí)回收?；厥涨?，采煤機(jī)距采幫2 m 左右時(shí)，閉鎖轉(zhuǎn)載機(jī)及運(yùn)輸機(jī)，緩慢開(kāi)動(dòng)采煤機(jī)破落錨桿周?chē)拿?，使幫錨桿脫落，然后將采煤機(jī)退后缺口10 m 以外的地方停機(jī)閉鎖，人工將幫錨桿及幫網(wǎng)撿出。

④ 采幫幫錨幫網(wǎng)必須回收，嚴(yán)禁拉入運(yùn)輸系統(tǒng)?；厥障碌膸湾^、幫網(wǎng)要擺放到超前維護(hù)以外，碼放整齊?；厥障锏缼湾^時(shí)，先回收下部幫錨，再回收上部幫錨。

3.3 軌道巷、皮帶巷超前支護(hù)

（1）皮帶巷超前支護(hù)方式

① 62124 工作面皮帶巷尺寸：寬×高=4.2 m×3.0 m，從工作面切眼開(kāi)始采用DZ-3.5 m 單體配合3.6 m 長(zhǎng)“π”梁架棚支護(hù)，在“π”型鋼梁下打設(shè)三根單體，棚距800 mm（如遇錨桿、錨索不宜架設(shè)時(shí)，根據(jù)其間距適宜調(diào)整），偏差小于±100 mm[7]。

② 皮帶巷兩幫超前單體分別打在距兩幫小于300 mm 處，長(zhǎng)度不得小于30 m。中間排單體打設(shè)在不采幫距轉(zhuǎn)載機(jī)檔煤板100 mm 處，長(zhǎng)度緊跟轉(zhuǎn)載機(jī)電機(jī)后。

（2）軌道巷超前支護(hù)方式

① 62124 工作面軌道巷尺寸：寬×高=4.2 m×2.8 m。工作面切眼采用DZ-3.15 m 單體配合3.6 m 長(zhǎng)“π”梁架棚支護(hù)，在“π”型鋼梁下打設(shè)三根單體，棚距1000 mm，偏差小于±100 mm。

② 軌道巷兩幫超前單體分別打在距兩幫小于300 mm 處，長(zhǎng)度不小于30 m。中間排單體打在距采幫側(cè)不小于2000 mm 處，長(zhǎng)度不小于20 m。

3.4 頂板控制效果分析

利用位移傳感器來(lái)測(cè)量頂?shù)装逡平?，以檢測(cè)控制效果，具體結(jié)果如圖2。由圖中曲線可知：（1）在巷道掘進(jìn)階段（0～60 d），頂?shù)装逡平繛?00 mm 左右；② 在平穩(wěn)階段（60～120 d），頂?shù)装逡平炕揪S持在300～500 mm；③ 在采動(dòng)影響階段（120～180 d），頂?shù)装逡平垦杆僭黾拥?00～1000 mm。

圖2 軌道巷頂?shù)装逡平€

由此可知：影響巷道穩(wěn)定的主要因素是采動(dòng)影響，但通過(guò)后期部分段再拓高后，不影響正常開(kāi)采，整體滿(mǎn)足使用要求，支護(hù)效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

晉華宮礦62124 工作面頂板整體性較好，而且頂板周期來(lái)壓強(qiáng)度也不大，給頂板管理工作打下了較好的基礎(chǔ)。工作人員較為順利地完成了頂板控制和相關(guān)設(shè)備回收工作，既不影響采煤進(jìn)度，又能保證回收率。