无煤柱结束工作面技术研究与应用

任耀庭

【摘 要】矿井工作面结束以后为了保护周围巷道，往往采区留设区段保护煤柱的方式结束，虽然客观上对巷道有一定的保护作用，但是对煤炭资源回收以及出支架期间顶板管理十分不利，经过长期实践和技术改革，实现了无煤柱结束工作面，并提高了工作面拆除支架期间顶板的可靠性。

【Abstract】After the working face of the mine is finished， in order to protect the surrounding laneway， the way of retaining the section to protect the coal pillar is often adopted. Although it has a certain protective effect on the roadway， it is very unfavorable to the recovery of coal resources and the management of the roof during the period of the support. After a long period of practice and technical reform， the working face ending without coal pillar has been realized，and it improves the reliability of the roof of the working face during dismantling the support.

【关键词】无煤柱结束；顶板预加固；煤炭回收率

【Keywords】 ending without coal pillar； roof pre- reinforcement； recovery rate of the coal

【中图分类号】TD263.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）03-0183-02

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，首先將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，避免出現管线伤人。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。