论文部分内容阅读
[摘 要]主要研究解决了综采工作面在下巷掘进过程中因受地质构造影响而形成了长度16m的高冒区，工作面在回采过程中，如何在不影响生产的前提下安全通过高冒区的难题。
[关键词]工作面 安全 高冒区
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0015-01
1、工作面概况
本面为肥城矿业集团某采矿公司-650m水平六采下山区61108东工作面。走向长686.8～733.6m，平均710.2m；倾向长169.2～221.2m，平均195.2m。工作面标高-752.8～-907.3m，本面地表投影位置地面标高为196.1～217.1m。工作面距地表平均垂深1036.6m。
煤层整体为倾向北东的单斜构造。工作面煤层走向127°～154°，倾向37°～64°，倾角11°～21°，平均16.3°。煤层产状变化不大，基本稳定，无明显次一级褶曲。
本面煤层总厚度1.63～2.02m，平均厚度1.90m；煤层有益厚度1.53～1.92m，平均1.80m。煤层变异系数为3.3%，可采性指数为1，本面11煤层属于稳定煤层。煤层中部含铝质泥岩夹矸1～2层，厚度0.06～0.14m，平均0.10m，厚度稳定。
2、选题提出的背景
因61108东面下巷在掘进过程中受地质构造影响，有一段巷道长度16m，原设计中高2.8m，施工现状为中高5.8m，净宽4.0m，巷道永久支护断面形状为圆弧拱形，沿煤层底板布置，采用锚网带+双排锚索支护。顶板采用Φ22mm×2200mm的无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（KMG500）支护，两帮采用Φ22mm×2200mm等强全螺纹树脂锚杆（KMG335）；全断面挂金属菱形网，顶板采用W钢带（造型成圆弧状）配钢板托盘压网，两帮均采用三孔W钢带配钢板托盘支护；锚杆间排距：顶板及为800×800mm，两帮为800×800mm。
3、解決问题的方法
⑴在下巷沿煤层走向布置工字钢棚，使用单体支柱作为工字钢棚腿，工字钢上方使用半圆木、方木、道木穿顶，在巷道两帮侧架设“#”字型木垛，木垛接至巷道顶板与巷道接顶，两木垛之间每间隔两层使用半圆木将木垛连接在一起，在木垛上方敷设双层金属菱形网。
⑵木垛架设位置：自巷道超高初始段时在工字钢棚上方位于巷道两帮侧架设两组木垛，木垛需接顶穿实，然后每间隔1.2m架设两组木垛接顶穿实。
⑶为加强巷道上帮及顶板管理，当工作面推采距离高冒区5m对工作面下端头1-2#架顶板使用锚网带支护。
⑷为保护高冒区巷道上帮的完整，需对下巷上帮进行超前劈帮锚网带支护，使用单体支柱配合金属铰接顶梁进行超前支护顶板。
⑸在溜头1#架架后垒设沿煤层倾斜长度为1.0m的矸石袋承压墙，确保巷道完好随工作面推采当工字钢棚滞后于矸石袋承压墙2m位置时需安排人员对工字钢棚进行回撤，每次回两架棚。
4、施工工艺
4.1 超前利用工字钢棚、方木造假顶
1、施工前先由施工负责人进入施工地点排查不安全隐患，严格执行敲帮问顶制度，支柱前先将影响支柱的物料撤走，确保道路畅通。
2、施工人员将支护材料运至施工地点，备用物料必须码放整齐，不得影响正常的运输、行人、通风的要求。
3、下巷巷道超高处使用的工字钢棚，棚腿间距为3.5m，棚头间距为1.0m，使用的工字钢棚头长度不小于3.4m-3.5m，架棚巷道的净高不小于2.5m，使用单体支柱作为工字钢棚腿，单体支柱根据现场实际情况选取合适的单体支柱，柱窝需刨至硬地穿好铁鞋。
4、架棚时，采用自下而上的施工顺序，施工顺序及方法：
（1）确定腿窝位置。确定腿窝时，采用风、手稿、大锤、尖钎相结合的方式挖至规定尺寸单体支柱需穿铁鞋。
（2）上棚头。上棚头时，有专人指挥喊号，人员用力一致、口号一致，做到稳抬稳放。棚头上好后调整位置，及时利用半圆木、方木、板仨穿顶背实。
（3）对棚腿（单体支柱）注液时施工人员要使用远程注液枪进行缓慢注液，确保支柱初撑力不小于90KN，当单体支柱高度不能满足现场实际支护高度时及时更换合适的单体支柱并及时拴好双股防倒绳。
（4）下巷工字钢棚自下帮棚腿以南1.0m工字钢下方架设一排单体支柱，柱距为1.0m，与下帮棚腿单体支柱的排距为1.0m；
5、工字钢上方使用半圆木按照“#”型布置穿顶，棚与棚之间的半圆木横向或纵向平行穿插，半圆木与工字钢搭接处使用双股8#铁丝连接固定，确保半圆木与工字钢棚成为一体，半圆木穿顶高度为40-50cm，半圆木的规格选取（2.5-3.0）m×0.2m×0.1m，半圆木上方垒设“#”字型木垛（1.2*0.16*0.18），木垛布置在两工字钢之间靠煤壁两侧布置，木垛高度垒设至巷道顶板，确保与顶板接顶，两木垛之间使用半圆木连接确保成为一体，然后将连接好的双层金属菱形网铺设在木垛上方。
6、施工期间施工人员相互配合，确保支柱质量，根据巷道高度选取相适应单体支柱，严禁支柱出现超高、死柱、卸液、缺失锚爪等现象。施工人员进入平巷溜子里侧施工时，需将平巷溜子停电闭锁。
4.2 对超前煤壁及下端头采取加固措施
1、上帮超前劈帮段施工流程标准：
（1）施工人员在工作面下巷采用自下而上的顺序劈帮，走向长度为3-5m，倾向长1.5m；
（2）当劈帮深度大于0.5m时及时支设临时支柱；
（3）顶板上方敷设金属菱形网；
（4）打钢带进行锚网带支护；
（5）支设正规支柱，柱距1.0m或0.8m（现场根据顶梁长度选择合适的柱距）、排距0.8m，支柱初撑力不得小于90KN，支柱支设时柱窝需卧至硬地并穿铁鞋，铁鞋为修复管制铁鞋，拴好双股防倒绳；
2、下端头1、2#支架架后支护方式为：架后使用三排单体支柱配合金属铰接顶梁支护顶板（如图1），靠近采空区一侧为防止矸石漏窜可在原支护中间加设密集支柱，采空区矸石窜矸严重时，在支柱上方铺设菱形铁丝网配合方木进行挡矸，按照排距1.0m，柱距0.8m进行支护，支柱初撑力不小于90KN，穿φ300mm铁鞋，拴好防倒绳，确保空间满足施工人员的施工需求，支护完后垒设矸石袋承压墙时，要确保矸石袋接顶矸石承压墙厚度不小于为1.0m。
5、结论
（1）通过对高冒区段巷道采用架棚、造假顶的方式提前加固，确保了回采期间顶板的稳定性，杜绝了顶板事故的发生。
（2）在生产期间采取超前处理、过程控制，按流程操作的方法，使工作面正规循环未受影响，快速通过了下巷高冒区。
[关键词]工作面 安全 高冒区
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0015-01
1、工作面概况
本面为肥城矿业集团某采矿公司-650m水平六采下山区61108东工作面。走向长686.8～733.6m，平均710.2m；倾向长169.2～221.2m，平均195.2m。工作面标高-752.8～-907.3m，本面地表投影位置地面标高为196.1～217.1m。工作面距地表平均垂深1036.6m。
煤层整体为倾向北东的单斜构造。工作面煤层走向127°～154°，倾向37°～64°，倾角11°～21°，平均16.3°。煤层产状变化不大，基本稳定，无明显次一级褶曲。
本面煤层总厚度1.63～2.02m，平均厚度1.90m；煤层有益厚度1.53～1.92m，平均1.80m。煤层变异系数为3.3%，可采性指数为1，本面11煤层属于稳定煤层。煤层中部含铝质泥岩夹矸1～2层，厚度0.06～0.14m，平均0.10m，厚度稳定。
2、选题提出的背景
因61108东面下巷在掘进过程中受地质构造影响，有一段巷道长度16m，原设计中高2.8m，施工现状为中高5.8m，净宽4.0m，巷道永久支护断面形状为圆弧拱形，沿煤层底板布置，采用锚网带+双排锚索支护。顶板采用Φ22mm×2200mm的无纵肋螺纹钢式树脂锚杆（KMG500）支护，两帮采用Φ22mm×2200mm等强全螺纹树脂锚杆（KMG335）；全断面挂金属菱形网，顶板采用W钢带（造型成圆弧状）配钢板托盘压网，两帮均采用三孔W钢带配钢板托盘支护；锚杆间排距：顶板及为800×800mm，两帮为800×800mm。
3、解決问题的方法
⑴在下巷沿煤层走向布置工字钢棚，使用单体支柱作为工字钢棚腿，工字钢上方使用半圆木、方木、道木穿顶，在巷道两帮侧架设“#”字型木垛，木垛接至巷道顶板与巷道接顶，两木垛之间每间隔两层使用半圆木将木垛连接在一起，在木垛上方敷设双层金属菱形网。
⑵木垛架设位置：自巷道超高初始段时在工字钢棚上方位于巷道两帮侧架设两组木垛，木垛需接顶穿实，然后每间隔1.2m架设两组木垛接顶穿实。
⑶为加强巷道上帮及顶板管理，当工作面推采距离高冒区5m对工作面下端头1-2#架顶板使用锚网带支护。
⑷为保护高冒区巷道上帮的完整，需对下巷上帮进行超前劈帮锚网带支护，使用单体支柱配合金属铰接顶梁进行超前支护顶板。
⑸在溜头1#架架后垒设沿煤层倾斜长度为1.0m的矸石袋承压墙，确保巷道完好随工作面推采当工字钢棚滞后于矸石袋承压墙2m位置时需安排人员对工字钢棚进行回撤，每次回两架棚。
4、施工工艺
4.1 超前利用工字钢棚、方木造假顶
1、施工前先由施工负责人进入施工地点排查不安全隐患，严格执行敲帮问顶制度，支柱前先将影响支柱的物料撤走，确保道路畅通。
2、施工人员将支护材料运至施工地点，备用物料必须码放整齐，不得影响正常的运输、行人、通风的要求。
3、下巷巷道超高处使用的工字钢棚，棚腿间距为3.5m，棚头间距为1.0m，使用的工字钢棚头长度不小于3.4m-3.5m，架棚巷道的净高不小于2.5m，使用单体支柱作为工字钢棚腿，单体支柱根据现场实际情况选取合适的单体支柱，柱窝需刨至硬地穿好铁鞋。
4、架棚时，采用自下而上的施工顺序，施工顺序及方法：
（1）确定腿窝位置。确定腿窝时，采用风、手稿、大锤、尖钎相结合的方式挖至规定尺寸单体支柱需穿铁鞋。
（2）上棚头。上棚头时，有专人指挥喊号，人员用力一致、口号一致，做到稳抬稳放。棚头上好后调整位置，及时利用半圆木、方木、板仨穿顶背实。
（3）对棚腿（单体支柱）注液时施工人员要使用远程注液枪进行缓慢注液，确保支柱初撑力不小于90KN，当单体支柱高度不能满足现场实际支护高度时及时更换合适的单体支柱并及时拴好双股防倒绳。
（4）下巷工字钢棚自下帮棚腿以南1.0m工字钢下方架设一排单体支柱，柱距为1.0m，与下帮棚腿单体支柱的排距为1.0m；
5、工字钢上方使用半圆木按照“#”型布置穿顶，棚与棚之间的半圆木横向或纵向平行穿插，半圆木与工字钢搭接处使用双股8#铁丝连接固定，确保半圆木与工字钢棚成为一体，半圆木穿顶高度为40-50cm，半圆木的规格选取（2.5-3.0）m×0.2m×0.1m，半圆木上方垒设“#”字型木垛（1.2*0.16*0.18），木垛布置在两工字钢之间靠煤壁两侧布置，木垛高度垒设至巷道顶板，确保与顶板接顶，两木垛之间使用半圆木连接确保成为一体，然后将连接好的双层金属菱形网铺设在木垛上方。
6、施工期间施工人员相互配合，确保支柱质量，根据巷道高度选取相适应单体支柱，严禁支柱出现超高、死柱、卸液、缺失锚爪等现象。施工人员进入平巷溜子里侧施工时，需将平巷溜子停电闭锁。
4.2 对超前煤壁及下端头采取加固措施
1、上帮超前劈帮段施工流程标准：
（1）施工人员在工作面下巷采用自下而上的顺序劈帮，走向长度为3-5m，倾向长1.5m；
（2）当劈帮深度大于0.5m时及时支设临时支柱；
（3）顶板上方敷设金属菱形网；
（4）打钢带进行锚网带支护；
（5）支设正规支柱，柱距1.0m或0.8m（现场根据顶梁长度选择合适的柱距）、排距0.8m，支柱初撑力不得小于90KN，支柱支设时柱窝需卧至硬地并穿铁鞋，铁鞋为修复管制铁鞋，拴好双股防倒绳；
2、下端头1、2#支架架后支护方式为：架后使用三排单体支柱配合金属铰接顶梁支护顶板（如图1），靠近采空区一侧为防止矸石漏窜可在原支护中间加设密集支柱，采空区矸石窜矸严重时，在支柱上方铺设菱形铁丝网配合方木进行挡矸，按照排距1.0m，柱距0.8m进行支护，支柱初撑力不小于90KN，穿φ300mm铁鞋，拴好防倒绳，确保空间满足施工人员的施工需求，支护完后垒设矸石袋承压墙时，要确保矸石袋接顶矸石承压墙厚度不小于为1.0m。
5、结论
（1）通过对高冒区段巷道采用架棚、造假顶的方式提前加固，确保了回采期间顶板的稳定性，杜绝了顶板事故的发生。
（2）在生产期间采取超前处理、过程控制，按流程操作的方法，使工作面正规循环未受影响，快速通过了下巷高冒区。