无煤柱结束工作面技术研究与应用

任耀庭

（冀中能源峰峰集团有限公司新三矿，河北邯郸056200）

1 引言

新三矿162706工作面煤层走向N20oW-N53oW，倾向NE，煤层厚度平均5.2m，煤层较稳定。因受f2断层影响，断层顶板交面线往下盘方向约15m范围内煤层变薄，该范围内平均煤厚约3.1m。工作面平均埋深447m，直接顶为砂质页岩，老顶为中粒砂岩，工作面走向315m，倾斜长度平均75m，煤层倾角6°，可采储量16.2万吨。以往工作面结束均采用保留煤柱形式进行结束，工作面在距联络巷或集中回风巷20m左右位置结束，既不安全又浪费煤炭资源，此次无煤柱结束工作面技术是在以往沿空留巷技术基础上。根据2706工作面顶板特点以及以往经验进行可行性分析，决定在新三矿162706工作面实施无煤柱结束工作面技术，可大大提高煤炭回收率和提高工作面结束期间的安全系数，通过顶板预加固，使得工作面结束期间顶板得到有效支撑，为拆除设备提供了安全保证。

2 工作面结束联络巷加固设计

为了保证工作面能够正常推到联络巷，在工作面距联络巷不小于50m时，提前对联络巷进行加固支护。162706联络巷下帮钢带端头和距钢带端头1.1m位置打设两排锚索并用工字钢连锁，间距0.6m。工字钢采用长2.6m，孔距1.1m，锚索采用长度10m，直径21.6mm的低延伸率钢绞线。联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体对顶板加强支护，单体间距1m。工作面距离联络巷7m时，开始上网上绳。待工作面和联络巷推透后伸缩梁全部伸出护顶，支架前梁距联络巷上帮1～1.5m时，停止移支架，开始拆除工作面设备，进行出支架工作。

工作面结束出支架直接在联络巷中进行。为了保证联络巷能够承受采动带来的压力影响，为完成此项技术工程顺利进行，我们准备分二个阶段来完成工作面的结束。第一阶段：工作面联络巷进行加固。联络巷长度75m，联络巷原锚索“三三”隔带布置，按“三三”逐带补齐锚索进行加固，排距1.3m，联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体。第二阶段：工作面结束后进行出支架工作，随着支架外运，支架正上顶网随顶板下垂成为挡砟网，可挡住正后老空区砟，提高工作面结束安全性。

3 工作面推透联络巷措施

工作面推至距联络巷下帮2m时，支架必须割一拉一维护顶板，煤壁片帮地点提前用长度适合、中厚不小于18cm的板梁维护顶板。距联络巷下帮2m处理联络巷下帮外露锚杆，首先将锚杆螺母去掉卸锚杆盘，然后使用支架液压顶镐或手动葫芦配合150链条、锚兰、螺丝（上满扣）将锚杆拔出，严禁机组硬割锚杆。作业期间，无关人员闪开工作地点5m外。联络巷与工作面透前，如果顶板压力较大片帮掉砟严重，停止机组割煤，采用人工扩帮挑板梁方式推进，扩帮使用风镐戳或手镐刨，严禁放炮。

联络巷内改点柱超前机组距离不小于15m，改点柱排距0.5m，两排单体交替改打。人员进入煤帮改点柱，必须先做好安全确认，遵循“先支后回”原则，即：超前待改点柱不小于5.0m打设临时支护，再改回煤帮侧点柱。施工人员到煤帮侧施工，必须通知前溜司机、机组司机将开关停电闭锁、挂牌上锁，并摘掉机组离合。联络巷网兜地点提前放掉，防止支架进入联络巷后高度不够；底板不平顺或低洼段随平整，保证支架能正常前移。

工作面架头进入联络后仍按照结束上网标准铺设双层塑料，沿走向铺设长度不小于3m，用于工作面出支架后作挡砟网隔离采空区。拉移支架期间，严禁任何人员从联络巷内行走，必须经支架操作人员做好安全确认后方可通过。支架进入联络巷后，机组将底板扫平，向前拉移支架至支架前梁距联络巷上帮1～1.5m时停止前进，开始拆除工作面设备。

4 实施过程

①162706联络巷原锚索“三三”隔带布置，按“三三”逐带补齐锚索，排距1.3m。锚索采用φ21.6mm，L=10m的低延伸率钢绞线，联络巷下帮两排锚索配合工字钢使用。工字钢采用长2.6m，孔距1.1m，锚索采用长度10m，直径21.6mm的低延伸率钢绞线；联络巷打锚索完成后，在下帮打设两排单体，间排距1m，单体顶在钢带或垫木块顶在顶板上。木块二面平，规格为：长 300mm，宽 120～150mm，高 100～150mm。打设单体时，必须挂线，保持单体呈直线，单体必须与支护地点高度符合。单体迎山有劲，穿好铁鞋防止单体钻底，使用联网绳拴牢柱头。单体初撑力不低于11.5MPa，必须指派专人进行检查，对初撑力不足的进行二次注液。

②质量要求：顶锚杆采用φ20mm，L＝2000mm左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆；采用树脂锚固剂端头锚固，每根锚杆使用1支ck2360型锚固剂，锚固长度不小于600mm，锚杆安装时锚固剂搅拌时间为20s，凝固5min后上托盘。锚杆安装时锚固剂搅拌时间为20s，凝固5min后上托盘。锚杆托盘由废旧U钢制作，规格：130×130×10mm（长×宽×厚），中孔 φ23mm。锚杆的预紧力矩不得低于150N·m。锚杆外露长度为10～40mm。锚索为φ21.6mm，L=10m的低延伸率钢绞线，托盘为：长×宽×厚=260mm×260mm×16mm钢托盘或废U钢制做的大铁托盘，托盘孔径为23mm。锚索为φ21.6mm，L=10m的低延伸率钢绞线，托盘为：长×宽×厚=130mm×130mm×10mm废U钢制做的小铁托盘，托盘孔径为23mm。锚索采用端头锚固，每根锚索配备2支ck2360型树脂锚固剂，锚固长度不小于1.5m。锚索外露长度为150～250mm。锚索张拉预紧力不小于30MPa。

③主要安全技术措施：施工前及施工过程中必须对施工地点进行审帮问顶，及时将施工范围内顶、帮的活砟危岩找净。找顶、帮工作要由有经验的老工人担任，俩人配合作业一人找顶，一人观顶。审帮问顶时，工作人员要使用专用找顶工具，站在支护完好的安全地点下，由轻而重，先顶后帮，由外向里逐渐进行。找顶期间，后路必须保证畅通无阻，出现危险时，能顺利、迅速的撤离至安全地点。行人通过挑顶区域时，必须与施工人员联系好，在得到施工人员许可后方可通行，否则不得通过。施工过程中要保护好施工地点的电缆、信号线、风水管路。施工过程中要经常检查风水管线各接口，确保连接牢固有效，不得使用铁丝等代替专用U型销，严禁插单销。不用的风动设备应及时将上级风水阀门关闭，避免出现管线伤人。施工时，要与皮带、溜子司机联系好，将皮带、溜子停电闭锁。具体方法是施工前班长通知皮带、溜子司机，由皮带、溜子司机负责将皮带、溜子停电闭锁，由施工人员将该皮带、溜子上锁并携带钥匙，当班施工结束恢复时，与此相反。施工人员搬运物料等施工时做好安全确认，相互照应好，避免磕手碰脚。

5 经济效益和效果分析

大大提高了资源回收率。留巷可实现无煤柱护巷开采，减少一条区段保护巷煤柱，提高煤炭资源回收率，实现了煤柱全部回收，比原定计划多回收煤柱20m，此段巷道可直接创效326.2万元。并且改变了以往出支架顶板随即下沉影响安全的情况出现，提高了工作面结束安全系数和施工效率，解决了长久以来结束工作面顶板管理困难、容易出顶板事故的局面。