双硬条件下低位放顶煤工作面断层带停采支护技术研究

张 杰

（大同煤矿集团有限责任公司云冈矿，山西 大同 037017）

引言

大同煤矿集团有限责任公司云冈矿（全文简称云岗矿）建于1973年，属于同煤集团主要生产矿井之一，目前矿井进入资源递减阶段，矿井煤层赋存复杂，地质构造多，工作面开采日趋困难，特别是当低位放顶煤停采维护遇到地质构造的影响时，困难更大。因此，围绕云冈矿12号层8617工作面停采支护时的支护技术进行研究，将有利于开采工作的顺利进行。

1 工作面概况

12号层406盘区8617工作面，属低位放顶煤开采，煤层开采厚度在6.1～8.6m之间，平均厚度为7.2m；工作面南北走向长1 014m，倾斜长165m。煤层倾角为1°～6°。直接顶为中细粒砂岩与砂质页岩互层，平均厚度为26.7m；伪顶为粉砂岩，厚度约为0.8m；直接底为粉细砂岩互层，平均厚度为11.4m。开采过程中通过巷道揭露推断，在工作面停采位置头部有一条落差2.0～5.0m、尾部有一条落差1.7～3.95m的断层。

工作面设备，指艾科夫SL－500采煤机1台；ZF10000／25／38支 撑 掩 护 式 液 压 支 架 88 架；ZFG10000／25／38H 过渡支架7架，ZTZ20000／25／35端头支架1组，SGZ－1000／1050型刮板运输机两部。

2 断层停采处支护技术

2.1 巷道顶板及煤壁维护

1）2617－2工艺巷与5617－1顶回风巷停采线以里10m，以外5m，共计15m，均在顶板铺网打注锚索钢梁，钢梁长3m，间距为1.5m，眼距为2m，锚索长4m；在两帮挂网打两排护帮锚杆，间距1.5m，排距1.5m，最上一排距顶板0.5m。

2）2617巷停采线以里20m，以外10m，共计30m；5617巷停采线以里15m，以外10m，共计25m，均采用铺网打注锚索钢梁，钢梁间距为1.5m。2617巷采用4m长，眼距均为1.5m的三眼锚索钢梁。5617巷使用3m长，眼距2m的双眼锚索钢梁；锚索长8m。

2.2 铺网

1）工作面的铺网范围包括：工作面、两端头，其中两端头的网要求铺满顶板，靠工作面侧与工作面网搭接20mm联结实，靠下帮侧与帮网搭接20mm联结实。

2）当工作面推进至距停采线20m时，开始铺设单层金属网，金属网的规格是4m×2m的8号菱形金属网，金属网长边沿工作面倾向方向铺设。

3）压网、联网要求：上第一茬网时，注一排压网锚杆钢带，钢带采用长3.2m，眼距0.9m的四孔钢带，锚杆采用18mm×1 700mm螺纹钢锚杆；相邻两块网的长边联网使用双股14号铅丝，网与网的搭接段长度保持在200mm以上，并对成双排，排距不大于150mm，扣距不大于200mm，呈“三花”型，网扣必须拧紧拧牢，相邻两块网的短边续联用菱形金属网本身的网丝呈“S”型穿入与边丝拧接；待采煤机滚筒沿工作面方向割过15m后，前移支架后方可将金属网逐片放下联网。移架时，要先降下前探梁，并用长柄工具托起金属网，保证铺网质量。停架后要保证整个工作面所铺金属网压入古塘的落地长度不小于1.5m。

2.3 锚索与马丽散维护顶板

1）该工作面停采支护采用锚索支护顶板（如图1），共布置十排，支架上的五排锚索上4m长两孔钢梁，眼距1.75m；机道第一排采用单点锚索与锚索组相结合，单点锚索上350mm×350mm×10mm的钢托板，锚索组上500mm×500mm×12mm的钢托板；机道第二排为单点锚索上350×350×10mm的钢托板；锚索注在支架间的夹缝中（或夹缝沿线）；机道走向钢梁用两排锚索锁紧；对正支架中线布置；锚索均采用8m长的钢绞线；最后一排为角锚索，采用4m长钢绞线，0.8m短钢梁。所有钢梁烫眼处全部上100mm×60mm×10mm钢板垫片，单点锚索与锚索组钢板烫眼处全部上100mm×100mm×10mm钢板垫片，避免顶板压力大时将钢梁或钢板眼拽穿。

图1 8617综放工作面停采支护剖面图（mm）

2）当工作面分别推进至距停采线10m、8.4m、6.8m、5.2m、3.6m 位置时，分别注一排锚索钢梁，锚索全部注在支架的夹缝沿线。锚索与锚索间距为1.75m。钢梁采用4m的11号工字钢（2617－2及5717－1空巷处采用6.5m 钢梁），并在锚索上带100mm×60mm×10mm的小垫片，上钢梁时必须将金属网铺平整压紧，每一排钢梁是隔一个支架上一根钢梁，工字钢正中放在该架前探梁上，与相邻两架前探梁两边分别让出1m，架下一根钢梁时应与上一根钢梁搭接0.5m。钢梁排与排之间按三花形式交错布置。

3）当工作面分别推进至距停采线2.4m位置时，注一排锚索，采用单点锚索与锚索组相结合，锚索与锚索间距为1.75m，每两个单点锚索结合一个三孔锚索组。

4）当工作面分别推进至距停采线1.2m位置时，注一排单点锚索，锚索与锚索间距为1.75m。

5）在工作面机道断层附近、顶板破碎处，待上打完锚索以后对其布眼注射马丽散，眼距3m，孔深5～6m，眼口距工作面0.5m，钻孔仰角45°～60°。

2.4 加固走向钢梁

1）走向钢梁采用3m长的11号工字钢，垂直工作面煤壁在支架中心线上布置，用锚索固定，钢梁烫两个眼，眼距2m，锚索长8m。

2）2617－2工艺巷及5617－1顶回风巷下不架设走向梁。而改为在机道内架设三道锚索倾向钢梁加强支护。距煤壁距离分别为0.2m、1.2m、2.4m。钢梁长均为6.5m，锚索眼距为5.9m。

3）锚索钢梁上100mm×60mm×10mm的钢板小垫片，以上工作全部结束后，在走向钢梁与顶板接触不严密的地方用木楔子或板皮刹紧背牢。

4）在中部支架因特殊原因而无法更换立柱的主顶梁下前后立柱间各支两根规格为2.5m的带道木柱帽的单体柱，且要升紧、升牢。在前探梁下支一根规格为3.5m的圆木，用木楔子背紧。

2.5 注角锚索及煤壁注锚杆

1）工作面扩完机道后，工作面打一排角锚索，角锚索间距为1.75m，角锚索采用4m长钢绞线，用0.8m的短钢梁锁紧。

2）迅速续联护煤壁网，要求至少下垂至距底板不大于0.5m处，然后布置三排压网护帮锚杆支护，间距1m，排距1m，上排距顶板0.5m，下排距底板1m，锚杆采用18mm×1 700mm圆钢锚杆，采用350mm×250mm×5mm短钢带上紧。

3 结语

本工作面断层对工作面停采影响较大，工作面断层处顶板破碎。通过严把安全技术关，做到了超前防范，并制定严密的安全技术组织措施，包括提前根据周期来压步距选择合适的停采位置，在工艺巷、顶回风巷及两顺槽护帮护顶，在支架上采用锚索钢梁维护顶板，机道采用单点锚索与锚索组相结合，走向钢梁用锚索锁紧，打角锚索及三排护帮锚杆，调整了停采支护参数等，有效地控制了断层对工作面停采的影响；并在支架切顶线往里1m打一排锚索，减小了类似设备停采的机道宽度。这为安全停采提供了强有力的保障，创造了可观的社会效益和经济效益。