张大虎
皖北煤电集团恒源煤电有限股份公司卧龙湖煤矿 安徽 淮北 235000
摘要：卧龙湖煤矿1011“三软”工作面受采空区采动影响以及煤柱集中应力影响，针对工作面开采过程中工作面端头及巷道超前段煤岩体破碎、片帮冒顶严重等问题，制定并实施了特殊支护工艺，保障了工作面的正常开采，提高了经济和社会效益。
关键词：“三软”工作面；采动影响；集中应力；工作面端头；煤岩体破碎；片帮冒顶
一、工作面概况
1011工作面位于卧龙湖煤矿南一采区东南部，南部以岩浆岩侵蚀边界为界，北部以10煤回风上山保护煤柱线为界，西部为1010工作面，该工作面已回采，东部靠近岩浆岩侵蚀边界。
1011工作面位于卧龙湖煤矿南一采区东南部，可采走向长571.5~629.4m，倾向宽188~199.4m，煤厚0.4～4.1m，平均煤厚2.7m，工作面机、风巷掘进施工方位为192°，切眼施工方位282°。风巷标高（底板）：-461.7m～-433.2m，机巷标高（底板）：-490.4m～-469.1m之间。
工作面煤层赋存稳定：10煤层厚度为0.4~ 4.1m，煤层平均厚度为M=2.7m，煤厚变异系数γ=22.9%，煤层可采性指数K=96％，10煤层倾向80°~102°，倾角为6°~17°，平均倾角α=11°。
工作面老顶以灰色粉砂岩为主，厚度2.75~5.64m，平均4.53m；直接顶以泥岩为主，厚度0.64m~7.76m，平均3.66m；直接底以泥岩、粉砂岩为主，厚度0.94~5.08m，平均3m；老底以粉砂岩及细砂岩为主，厚度3.45~13.01m，平均7m，因此1011工作面为“三软”工作面。
受北部10煤回风上山保护煤柱以及西部1010工作面采动影响，1011工作面北部巷道围岩应力集中，煤岩体受集中应力影响破碎易片帮冒顶，而1011工作面西部受1010工作面采动影响，煤岩体松动破坏，围岩破碎严重，也会发生片帮冒顶事故。当工作面开采时工作面端头及巷道超前段围岩变形更加严重，且煤岩体完整度差，片帮冒顶情况严重，严重影响工作面的政策采煤、出煤等，为了保证工作面的安全高效开采，针对工作面端头及巷道超前支护段制定并实施了特殊支护工艺。
二、工作面端头及巷道的超前支护研究
（1）工作面两巷的超前支护要求
1）采用单体液压支柱DWX-35（31.5）或DZ-28配铰接顶梁（HDJA-1200）支护，机巷支护距煤壁不少于30m，风巷距煤壁不少于50m；
2）机巷距煤壁20m范围内采用三排走向棚支护一梁一柱中定位，人行道两排挑棚间距为1.0m，中间挑棚距转载机里侧挑棚间距为1.4m，转载机里侧挑棚距煤帮间距不大于0.5m，20～30m范围内靠人行道上侧采用一排走向棚支护一梁一柱中定位；风巷距煤壁20m范围内采用四排走向棚支护一梁一柱中定位，中间两排间距1.0m，巷道两帮部一排柱距离邻侧一排排距为0.7m，20～50m范围内采用两排走向棚支护一梁一柱中定位；机、风巷超前支护段若巷道宽度变化或压力较大时根据现场情况加补一排铰接梁与单体支护或增设一梁两柱支护；
3）支柱顺巷道成一条直线，支柱迎山角为巷道坡度的1/6～1/8，迎山有力，帮顶背严背实，初撑力不低于6.4MPa，底板松软或支柱钻底量大的情况必须穿柱鞋，每根支柱必须拴防倒绳；巷道超高或不平处要用木料接顶；
4）局部巷道超宽处或顶板破碎处可以另架设一排贴帮支柱；超前支护以外巷道的支护出现变形时,应及时打点柱支护或架棚处理，棚腿损坏时要及时维护；
5）超前支护前，工字钢（U型棚）提前回收。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工字钢棚段（U型棚段）超前挑棚使用半圆木等进行过顶，过顶要严实。若巷道变形严重，巷道两帮靠近煤帮侧超前50m范围内使用2排贴帮挑棚一梁一柱支护，锚网梁超前支护段，顶板完好情况下，回柱前需先退锚，回收锚杆托盘。顶板破碎情况下，不需退锚，可直接回柱。机、风巷超前支护段将橡胶软管套住锚索外露部分并使用12#铁丝固定，铁丝一端拴住橡胶软管，一端固定在顶板金属网上。
6）帮顶采用塘柴、笆片、木料等腰帮过顶，以防片帮、漏顶。腰帮过顶规格：笆片压茬不小于200mm，塘柴间距不大于300mm，塘柴、笆片要摆放均匀，符合质量标准化标准。腰帮背顶必须严实，顶板接顶不实处用半圆木等木料或塘材把等接实顶板。
（2）支护质量控制标准
1）挑棚单体液压支柱间距均匀且成直线，其偏差不大于50mm；
2）支柱支到实底，单体液压支柱初撑力不小于6.4Mpa；
3）顶梁铰接使用，顶梁与顶板接触不平处，用木料穿实垫平，并保持平直；
4）所有单体液压支柱三用阀放液口朝老塘方向并有防飞装置，支柱手把体方向一致，朝向机风巷外侧，；
5）两巷出口高度不得低于1.8m，行人道宽度不得小于0.8m，单体支柱活柱行程不得小于200mm；超前支护范围内严禁堆放闲置设备及杂物；
6）当底板松软支柱钻底超过100mm时，支柱要穿柱鞋，柱鞋选用直径为300mm柱鞋，上面拴有长度不小于1.2m 的铁链。回柱时柱鞋必须同时回收，严禁丢失；
7）两巷单体必须拴齐系牢防倒绳，统一编号管理；
8）两巷单体配备监测仪表，验收员负责监测并真实填写监测记录。
（3）工作面端头管理
1）1011机、风巷端头处，使用走向棚作为支护，挑棚间距为500mm，人行道两边两排的挑棚间距要满足行人的需要，确保宽度不小于0.8m；两排挑棚采用DWX-35（31.5）或DZ-28配合HDJA-1200铰接顶梁支护（一梁一柱中定位），对于因回采造成顶板破碎处，必须使用半圆木等进行过顶，过顶要严实。支柱初撑力不小于11.5MPa，若因底板松软或支柱钻底量大的情况必须穿柱鞋，单体支柱必须拴齐、拴牢防倒绳。工作面两端第一组支架与巷道支护间距不大于500mm；
2）在工作面超过液压支架支护的运输机机头、机尾电机上方，根据现场情况成对采用HDJA-3600型长铰接顶梁（一梁三柱）成组交替迈步前移，长钢梁相邻两根间距不大于200mm，贴近巷道挑棚和机（头）尾支架的长钢梁间距不大于300mm，长钢梁长梁端距煤壁不大于600mm，顶板较破碎或压力较大时，需窜长钢梁梁端紧贴煤帮。长钢梁配合HDJA-1200型铰接顶梁铰接支护，单体液压支柱支护不得滞后于综采支架，端头不得出现空载或卸载的支柱。
三、结论
（1）卧龙湖煤矿1011“三软”工作面北部10煤回风上山保护煤柱以及西部1010工作面采动影响，1011工作面北部巷道围岩应力集中，煤岩体受集中应力影响破碎易片帮冒顶，而西部受1010工作面采动影响，煤岩体松动破坏，围岩破碎严重，也会发生片帮冒顶事故；
（2）受采空区采动影响以及煤柱集中应力影响，1011“三软”工作面开采过程中工作面端头及巷道超前段煤岩体破碎、片帮冒顶情况加剧，严重影响了工作面的安全回采；
（3）矿方针对现有情况制定并实施了特殊支护工艺，保障了工作面的正常开采，提高了经济和社会效益。
作者简介
张大虎（1982.11-），男，2006年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，目前在皖北煤电集团恒源煤电有限股份公司卧龙湖煤矿安全监察部从事安检员工作。
论文作者:张大虎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
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