大采高综采工作面过环形装架硐室的技术研究

桂维国

（柴里煤矿生产技术部，山东 滕州 277519）

1 工作面概况

3605①综采工作面为柴里煤矿村庄搬迁下新区工作面，也是首次采用大采高工艺工作面。井下位于一水平六采区北部，开采二叠系山西组3煤，煤层赋存稳定。3煤厚6.15～13.60 m，平均9.59 m，局部含一至三层泥岩夹矸厚0～0.80 m。该面开采一分层采高4.2 m，采用走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤工艺，利用双滚筒采煤机割煤、装煤，割煤宽度为0.8 m，采高4.2±0.2 m。工作面为不规则、合茬设计，安装重达30 t的ZF9000/23/47型支架支护顶板，生产过程中将在机尾不断缩减支架开采。采空区采用全部垮落法放顶。

工作面及环形装架硐室平面位置示意图见图1。

2 环形装架硐室加固方案制定

2.1 环形装架硐室基本情况

该硐室位于轨道顺槽转弯处，为半环形形状，均为锚网梯索梁支护。硐室中心长度为34 m，宽7.4m，高度4.3～6.5 m，平均高度为5.6 m。

图1 3605①综采工作面及环形装架硐室平面位置示意图

2.2 环形装架硐室加固方案对比

硐室段3煤厚平均8.5 m，开采一分层采高4.2m，工作面底板将沿硐室中上部推采，如沿该硐室底板推采将造成下分层该区域难以开采。为确保本分层安全通过并兼顾下分层开采，提出两种加固方案进行对比。

方案一：全部采用方木排严、打设木垛方法进行加固。

优点：便于施工和组织，施工时间短。

缺点：成本投入较大，不利于下分层煤机截割和开采。

方案二：采用袋装炉渣灰铺底和顶部两层方木排严方法进行加固。

优点：节约成本，有利于下分层煤机截割和开采。

缺点：施工劳动强度大，时间稍长。

综合分析比较，决定采用第二方案实施加固。

3 实施过程

3.1 基准点布置

轨道顺槽导11点与运输顺槽导18点落差为30m，计算工作面煤层倾角为14°。环形硐室内以导C点向面里方向煤帮最高处揭露的顶板为起点，以垂直底板向下测量4.2 m 1点为上基准点，由此点向对帮拉线定出下基准点2点，上下基准点的连线即为环形硐室内加固填充物的上平面基准线。然后，由基准线的1点按照14°坡度分别向环形硐室两入口处两帮拉线定出两入口处3、4、5、6各点。由此得知，1～3点和1～5点之间连线为环形硐室面里帮填充物的上平面连线，2～4点和2～6点之间连线为环形硐室面外帮填充物的上平面连线，1～2点为两帮之间整体填充物的上平面连线。依此，可确定数条基准线。

装架硐室导C点处工作面两巷落差29.76 m，倾角13.5°，硐室内最大高度6.4 m，最小高度4.3 m。

3.2 实施加固

（1）依据现场计算得知，加固材料需准备：炉渣灰，袋装600 m³；金属网：规格5×1.15 m，数量60片；方木：规格Φ18×3600 mm，数量900棵。

（2）维护加固方式：以环形硐室现有底板为基准，设计底板基准线以下0.4 m为基线，此空间区域填充炉渣灰，炉渣灰上平面敷设一层金属网，设计底板基准线以下，炉渣灰上平面0.4 m空间施工方木木垛。

（3）木垛施工方式：沿环形硐室走向铺设第一层走向方木，沿环形硐室倾斜方向铺设第二层倾向方木。每层方木与方木之间采用交错、无间距密集布置，方木与方木之间使用扒钉钉牢。

经过近十天的施工组织，在工作面推采距环形硐室25 m处完成加固施工。

3.3 工作面过环形硐室安全技术要求

（1）工作面过环形硐室过程中，每班必须指定一名管理人员具体负责现场监护清理维护工作，所有工作必须指定专人负责。

（2）加强机尾犄角管理，杜绝犄角折帮空顶现象，工作面临近环形硐室5 m时，在机尾段环形硐室影响段15 m范围内上顶网以加强顶板管理，待推过环形硐室后停止上网。

（3）工作面过环形硐室期间要加强支架支护状态调整，严格控制工作面采高，确保采高均匀，高度控制在4.0～4.2 m。生产过程中，支架工两人一组，配合进行调架，确保支架歪斜不大于5°，仰俯不大于7°。

（4）顶板破碎处及时拉移超前架支护，坚持“带压移架”、“擦顶移架”，尽量减少顶板裸露时间，防止漏矸、漏炭。

（5）工作面过环形硐室时，因环形硐室犄角折帮、掉顶造成顶板超高或端面距超过规定时，必须对顶板煤帮采取穿料接顶、拉移超前架、面前扶棚等有效维护措施，扶棚装顶期间不得操作附近10m范围内的支架。

（6）人员进入煤壁区支护顶板时，首先要停机闭锁，必须敲帮问顶，设专人指挥并观察顶板，维护清理好退路，确认无隐患后方可进入，工作时必须在有掩护的空间下进行操作，严禁空顶作业。

（7）打点柱、扶棚用单体液压支柱时，要用麻绳、防倒链牢固生根，以防歪倒，并采取5 m外远距离方式供液。

（8）工作面通过环形硐室支架处于充填物上方时，巷道支架与顶板保持严密接触为准，防止支架下陷，不再考核初撑力要求。

4 结束语

（1） 为便于现场施工，通过精确计算硐室加固坡度后，在帮部用漆标出层位后再用绿色尼龙绳拉线标记，包括硐室帮部及两帮连线。

（2）为确保袋装炉渣灰的加固强度并兼顾工作面下分层开采时煤机截割，在炉渣灰中参入少许比例的水泥，并对每层袋装炉渣灰进行洒水以加强致密性。加固强度得到较大提高，现场效果较好。

（3） 硐室加固时，在袋装炉渣灰与底层方木之间铺设一层金属网并严密连接，为下分层开采此段时顶板管理极为有利，可有效防止顶板破碎漏顶现象的发生。