浅谈综采工作面机尾三角区加强支护技术实践

殷国裕

(山西省汾西矿业集团公司正善煤业，山西 孝义 032300)

1 工作面概况

33(4)11工作面位于三采区前进方向的南翼，东邻33(4)09工作面、西邻33(4)13工作面，南部为聚财塔大断层。工作面所采4(3+4)#煤层为山西组下段顶部煤层，该煤层区内稳定，结构中等至复杂，含2层～3层厚为0.2 m左右的灰—黑灰色泥岩夹矸层。该区内煤层倾角0°～12°，平均6°。4(3+4)#煤层之上为灰黑色砂质泥岩，厚约14.37 m，含砂不均，夹粉砂岩条带，水平层理较发育，含植物化石，之上为灰色及深灰色细粒砂岩，坚硬，层面含云母及炭屑，局部地方节理、裂隙发育。煤层顶板局部地方发育有一层厚度大约0.3 m的泥岩伪顶。工作面所采3#、4#煤层煤尘有爆炸性，爆炸指数为38%～40.9%；自燃倾向性等级为Ⅲ类，不易自燃。工作面采用走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤法，由MG400/940-WD型采煤机落煤、装煤，SGZ-880/800型刮板运输机运煤，ZZ6000-20/42型液压支架支护顶板，采用全部垮落法管理采空区顶板。

2 机尾三角区情况说明

33(4)11材巷1 360 m～1 385 m范围内因巷道刷扩时冒高约5 m～6 m，工作面推进至该范围时，机尾三角区顶板与原材巷巷道顶板形成台阶，导致工作面推进时三角区顶板呈悬臂状态。

3 加强支护措施

对33(4)11综采工作面1 360 m～1 385 m范围内三角区顶板采用固安特CM-15高分子加固材料配合锚杆锚索或单点支柱的支护方式进行加固，若顶板破碎出现拉槽现象时，采用架设超前走向棚的支护方式进行顶板维护。

1) 注浆施工方法为：在33(4)11材巷西侧帮1 360 m～1 385 m范围内，首先在距底板1.5 m处由南向北每隔7 m施工一个沿煤层倾向的水平钻孔，钻孔采用气动手持式钻机(型号为ZQS50/1.6)配合注浆麻花钻杆，孔深10 m，每个钻孔使用4根有眼麻花钻杆进行注浆加固，每个孔注浆60桶；其次在距底板2 m处由北向南每隔7 m施工一个沿煤层倾向(东西向)的仰角穿层钻孔(仰角钻孔β=30°)，钻孔采用锚杆钻机(型号为MQT-130C)配合配套钻杆进行钻眼后重新穿插注浆钻杆，孔深6.5 m，每个钻孔使用2根有眼注浆钻杆进行注浆加固，每个孔注浆40桶。合计水平钻孔4个，穿层加固孔4个，钻孔平剖面见图1。注浆加固时间选择在材巷设备列车拉移后，超前支护未架设前进行。

图1 注浆钻孔平剖面图(单位：mm)

2) 注浆时要保证压风压力大于0.4 MPa以上。

3) 穿层钻孔注浆时，钻孔施工完毕后使用风钻将钻孔外2 m的孔径掏至不小于46 mm(先用锚杆钻机打眼至6 m,再用锚头钻眼2 m)。

4) 注浆时，注浆孔的前方及其附近严禁站人，以防伤人。

5) 现场作业人员要采取个体防护措施，并佩戴专用手套和眼镜。

6) 工艺流程:打眼→安放设备→接通气源→埋设注浆管与封口器→用高压管连接注射枪和注浆泵→将两根吸管分别插入A组分(淡黄色液体)和B组分(深褐色液体)→开泵注浆→注浆压力(由厂家现场指导) →停泵拆注射枪→冲洗机具→拆卸混合枪和管路。

7) 注浆孔位置及参数根据顶帮裂隙及实际注浆效果可适当进行调整，严禁浪费注浆料。

8) 每孔注浆量根据注浆压力确定，施工时必须严格控制注浆压力，当出现大面积漏浆(漏浆量等于泵的注入量)时，即可换孔注浆或停止注浆。

锚杆、锚索、单点支柱施工方法为：随工作面推进，若煤壁片帮导致端面距超过0.8 m，则加强支护采用支设戴帽点柱或打单点锚杆的方式进行，戴帽点柱支设时，每个支架前支设一根，支柱采用与采高相匹配的单体液压支柱(DZ31.5、DZ28、DZ35、DZ42型)，柱帽选用400 mm×200 mm×50 mm的木托板或1/2Φ18～20×1 500 mm的木棚板；单点锚杆支设时，单点锚杆采用Φ20×L2 400 mm螺纹钢锚杆，配合300 mm×400 mm×3 mm的W托盘联合支护(工作面回收出的旧托盘)，锚杆间距为1.5 m(沿工作面倾向每个支架前支设一根，形成一排加强支护锚杆)，每根锚杆配套使用K2355(蓝色)、Z2355(白色)型锚固剂各一支(快速在上，中速在下)，顶锚杆锚固力不小于105 kN，预紧力不小于200 N·M；(根据施工现场难易程度尽可能采用单点锚杆进行加强支护，单点锚杆施工难度较大时可以采用单点支柱进行加强支护，加强支护尽量选择在检修班期间进行)若片帮导致端面距超过1.5 m时，则加强支护采用锚杆锚索相互交错方式布置进行加强支护，采用锚索补强支护时，锚索间距为3 m(沿工作面倾向每两个支架前支设一根，且避免锚杆锚索同排支护)单点锚索采用Φ17.8 mm×L6400 mm的钢绞线，配合250 mm×250 mm×16 mm锚索托盘联合支护，每根锚索配套使用K2355锚固剂1支、Z2355型锚固剂2支(快速药卷在上，中速药卷在下)，锚索应保证设计长度，不得剪切，外露长度露出锁具150 mm～250 mm。锚索预紧力14 T,锚固力20 T～23 T。若工作面因设备故障或其他原因导致工作面不能在24 h内向前推进时，则锚索间距沿工作面倾向缩小为1.5 m。

若顶板出现拉槽落矸，煤壁片帮导致端面距超过2 m时，超前支护及勾顶作业施工应使用钢π型梁、风水管或道轨长边沿工作面推进方向放置作为超前支护的骨架梁，一端插入煤壁，一端插入支架护帮板间隙或支架前探梁顶部，每个支架架一根或两根，然后沿倾向在骨架梁上方铺设1层3.0 m的长棚板使其形成一个封闭平台，控制住浮矸活石向工作面涌入，每两个支架搭设1组护顶平台，随支架前移，护顶平台随之移动，若漏渣范围扩大冒高超过3 m，应在平台上进行勾顶作业，勾顶时选用1.5 m的短棚板勾成#字型木垛根据现场实际勾至接顶，每个支架上部勾设一个，搭设在支架前探梁上前方，升起支架调高油缸使木垛与顶板紧密接触。

4 结语

通过对33(4)11综采工作面1 360 m～1 385 m范围内三角区顶板采用固安特CM-15高分子加固材料配合锚杆锚索或单点支柱的支护方式进行加固，对于顶板破碎出现拉槽现象时，采用架设超前走向棚的支护方式进行顶板维护，保证了工作面顶板安全，通过现场实践，工作面在推进过该25 m范围内时，顶板支护良好，无顶板事故出现，保证了工作面安全生产。