Ⅲ1301（下）综采工作面末采工艺研究

牛 杰

（晋煤集团沁秀公司坪上煤业，山西 晋城 048203）

1 概况

Ⅲ1301（下）综采工作面位于一水平一盘区，开采二叠系下统山西组3号煤。工作面标高290～307 m，工作面走向长度678.8 m，倾向长度178.8 m，可采面积121369.44m2，采高2.5±0.1 m。Ⅲ1301（下）综采工作面东为矿界，南为端润公路保安煤柱，西为III1302（上）工作面采空区，北为东翼东轨道运输巷。Ⅲ1301（下）综采工作面煤层总厚度平均2.44m，煤层倾角0°～7°，平均6°，煤层稳定，普氏系数2.0～3.0，容重1.45 m³/t。煤层结构简单，一般不含夹矸，节理较发育，对回采的影响较小。Ⅲ1301（下）综采工作面即将进入末采阶段。

2 分层开采的顶板管理方法

Ⅲ1301（下）煤层厚度为8m，一次不能完全开采，所以选择分层开采的方法。该矿上下两层分别为4 m，分层开采分为上行开采即开采顺序是由底板向顶板方向，下行开采即开采顺序是由顶板向底板方向。

2.1 工作面支护

采用综采工作面切眼顶板支护的方式，最大的难点在于采高大、跨度大且巷道暴露出来的空间很大。通过三铰拱原理可知，巷道顶板承受的原岩垂直应力会随着巷道净跨度变大而变大。因此，选择的锚杆长度应该长一些，同时软弱岩层本身的松动膨胀也会对下位岩层产生较大的垂直载荷，严重则会导致顶板垮落。尤其是1034切眼位于正在开采的1032工作面下方，受到地压与采动压力的作用，所以要采取一定补强措施，只有这样才能保证施工安全与质量。

“锚带网”本身可以发挥挤压加固作用，可以让锚固范围内的岩石形成可以承受一定载荷的整体结构，保证锚杆长度范围内的顶板保证整体性，还能防止上部围岩出现松动与变形。因为顶板中等稳定，所以采用M型钥带配合金属菱形网来维护顶板。锚索则锚固于上部老顶岩内，有很强的悬吊作用，能够将潜在的垮落范围内的顶板岩层悬吊在完整的老顶岩体上方，垮落范围内的岩层受到的垂直载荷由锚索来承担，可以极大程度防止顶板岩层离层。

图l Ⅲ1301（下）工作面支护三视图（单位：mm）

2.2 最后四刀煤时的顶板管理要求

割第一刀煤后，以60个支架为一个单元，割过煤后及时将支架护壁打出支护顶板。割完煤后在支架上板梁挑起金属网作为临时支护维护新揭露的顶板，板梁规格为Φ200×1500mm，板梁间距为3.0m，然后开始在两个支架间，距离支架前梁250mm处打一根单体锚索用于维护顶板。割第二刀煤前，将支架与溜子的连接销摘掉，用单体柱将溜子顶过，顶溜步距必须达到0.6 m，割完煤后利用单体柱配合板梁挑起金属网作为临时支护维护新揭露的顶板，板梁规格为Φ200×1500 mm，板梁间距为3.0 m。然后开始割下一个单元的煤。本次循环割煤完成后，在两个支架间距离上一排锚索700 mm处打注一排单体锚索用于维护顶板，锚索间距为1.5 m，锚索打注完成进行下一个单元。以第二刀煤的工艺完成第三刀煤和第四刀煤，第三刀煤割完打注锚索时，两种锚索间隔布置，第四刀煤割完打注锚杆，锚索距离第三排锚索的距离为550 mm。第四刀煤割完后，打注玻璃钢锚杆进行封帮。封帮采用两排玻璃钢锚杆进行，第一排锚杆距离底板1.0 m，锚杆排距1.0 m，锚杆间距为1.5 m。打注封帮锚杆前采用单体柱配合板梁对煤壁进行临时封帮，单体柱间距为0.75 m。若机组割最后四刀煤时工作面顶板破碎严重、片帮过大时可采取分段末采工艺，即每次割够20～40个架后，直接将溜子顶够下个循环进度，然后再用机组截割，直至该区段的20～40个架四刀煤全部结束为止，顶板维护仍然执行上述的方式进行。

3 取得效果分析

传统的网下末采安全性较差，投入材料和人力多，施工工艺采用在工作面上2.4 m板梁、2.8 m板梁、3.2 m板梁维护顶板，支护费用164350元。而该煤矿采用分层开采方法后，材料费用降低，安全性能提高，工期由原来的24个月缩短到现在的16个月。实体煤支护工艺：采用打7.3 m和9.3 m锚索维护顶板，支护费用102117元，节约费用：164350-102117=62233元。由此可以看出，无论是开采工期、安全性还是相关费用，都取得了不错效果。

4 结语

Ⅲ1301（下）综采工作面即将进入末采阶段，为保证开采作业的安全有序进行，需要在作业中严格做好顶板管理工作，合理选择开采方式，同时做好安全防范工作。