综采工作面过高应力区技术措施应用分析

贾方伟

（晋能控股集团煤业集团忻州窑矿山西大同037003）

1 概述

矿井8306工作面可采长度459 m、倾向长度131.3 m。当工作面回采至274 m时，从29#、30#支架揭露一条落差0.3 m、走向北东30°、倾向北西、倾角80°的正断层，且从28#～33#支架区域上覆为11-2#层8207、8209采空区隔离煤柱，层间距48 m～52 m，受上覆11-2#层8207、8209采空区隔离煤柱及断层影响，工作面压力较集中，6#～40#支架顶板破碎。煤柱影响范围见表1，层间对照示意图见图1。

表1 煤柱影响范围表

图1 工作面层间对照示意图

为确保8306工作面安全、顺利通过高应力区域，实现工作面安全回采，本文研究制定了综采工作面过高应力区技术措施。

2 治理技术

综采工作面过高应力区技术措施就是通过采取优化采煤工艺【1】、注粘接材料【2】及加强支护强度等手段对回采工作面高压力区进行综合治理的技术措施。

2.1 优化采煤工艺

（1）过断层及上层煤柱期间，必须根据断层走向及上层煤柱走向与工作面推进方向所呈的空间位置关系，适当调整工作面头尾进度，增大煤柱走向与工作面推进方向所呈的角度，以减少断层揭露面积及减小上层煤柱集中应力对工作面的影响程度。调整时需加强关注刮板输送机的上窜下滑情况，确保溜头、溜尾距巷帮的距离符合要求。

（2）具备提前移架的条件时，必须提前移架，将端面距缩到最小，再进行割底，之后根据现场实际情况，对顶进行反向截割。

（3）不具备提前移架的条件、煤壁未出现明显片帮时，则机组割顶后，必须及时将支架前伸梁伸出，同时移架必须紧跟机组后滚筒（与后滚筒的距离不得超过1个支架）。

（4）顶板破碎严重、煤壁片帮明显，工作面煤壁呈“斜坡”状，则提前移架，之后机组只割底、推移刮板输送机，接着移架，如此循环。

2.2 注粘接材料

（1）注浆方案

煤壁注浆时，施工位置为在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m处施工、仰角1°～3°，水平转角、施工数量均根据现场情况确定；孔深8 m～10 m；孔距3 m～5 m；单孔注量根据实际情况确定，一般为3 t左右；钻孔直径φ=42 mm；设计注浆压力：8 MPa～18 MPa。

顶板注浆时，施工位置为在煤壁距工作面底板

1.5 m～2 m处施工、仰角50°～60°，水平转角、施工数量均根据现场情况确定；孔深7 m～9 m；孔距3 m～5 m；单孔注量根据实际情况确定，一般为3 t左右；钻孔直径φ=35 mm；设计注浆压力：8 MPa～18 MPa。

（2）注浆方式

注粘接材料施工需要使用专用的气动注浆泵，连接示意图如图2所示，其具体施工过程如下：

打眼→连接注浆管和注射枪→用高压胶管连接注射枪和注浆泵→将两根吸管分别插入装有天固材料A液和B液的桶内→开泵注浆→冲洗机具→停泵→拆卸注射枪。

图2 注浆连接示意图

2.3 加强支护管理

（1）加强机道支护管理

在机道施工锚索补强支护，具体施工位置根据现场情况确定，施工机道锚索长7.3 m、直径φ17.8 mm，配500×500 mm铁托板、使用2卷MSZ2360型树脂锚固剂。锚索施工后必须及时打压，确保锚索预紧力不小于210 kN，锚固力不小于320 kN。

（2）加强支架管理

过断层及上层煤柱期间，必须加强对各类液管、阀组、立柱、千斤及支架结构件的检查检修力度，杜绝跑、冒、滴、漏、窜现象的发生，及时更换受损部件，确保支架工况正常。

（3）加强超前支护管理

加强工作面两巷超前支护的管理，支护长度不得低于规程要求，如果两巷超前支护区域顶板揭露断层，则必须将单体柱间距降至0.8 m，超前支护长度必须覆盖断层揭露区域。严禁提前回撤两巷超前支柱，采煤机距割通20 m时停机，回撤巷道超前支柱。

3 治理效果

工作面进入受断层及上覆煤柱影响的高应力区域后，共注粘接材料150 t，且粘接材料的扩散半径及粘结情况均达到了预期效果（见图3），施工机道锚索40根，更换了各类液管、阀组等支架配件60余件，提高了机道顶板及煤壁的稳定性，有效保证了工作面的正常推进，使工作面安全、顺利的通过了高压力影响区域。

图3 注粘结材料现场及效果

4 结论

综采工作面过高应力区技术措施可达到加固顶板和煤壁的目的，从而提高机道顶板、煤壁的稳固性，解决了工作面遇断层及上覆煤柱后难以治理的问题，保证了工作面能够安全、顺利的通过高压力区域,有效提升了矿山安全技术水平。