康志強

（汾西礦業(yè)柳灣煤礦，山西 孝義 032303）

綜放工作面末采是煤炭開采工藝中重要組成單元，末采期間頂板控制質量會直接影響煤炭生產效率以及綜放設備回撤效率[1-2]。為降低回撤通道控制難度，柳灣礦在生產期間普遍采用采煤機割煤形成回撤通道方式進行綜放（綜采）設備回撤，并通過П梁+單體對回撤通道頂板進行支護?，F場應用過程中，由于П梁+單體為被動支護，具備的支護強度較低且支護期間工作人員勞動強度較高，單體、П梁移動勞動強度大、回收難度大。為此，柳灣礦經過技術研討，提出在31121綜放工作面末采期間采用錨網索支護代替П梁+單體方式對頂板進行控制。通過對柳灣礦31125綜放工作面末采期間采用的П梁+單體支護方式方式與31121綜放工作面采用的錨網索支護方式進行比對分析，以期為礦井后續(xù)采面綜放工作面末采支護方式選擇提供借鑒。

1 傳統(tǒng)末采工藝分析

31125綜放工作面等均采用П梁+單體方式對末采期間頂板進行控制。采面推進至距停采線15 m時鋪網，前2 m鋪單層網，后13 m鋪雙層網；停采后貼煤幫再掛三道金屬網，并施工?16 mm×1.4 m圓鋼錨桿，間排距為1.5 m×1.2 m，每個孔裝入MSK2355、MSK2337等錨固劑；最上一排幫錨桿距頂0.8 m布置，配合?120 mm、眼徑24 mm托板，托板緊貼煤壁防止?jié)L幫傷人。具體支護方式使用的主要設備、材料情況如表1所示。

表1 末采使用傳統(tǒng)支護方式時設備、材料使用情況統(tǒng)計

采面推進至距停采線3.34 m時，停止移架，通過采煤機割五刀煤為設備回撤創(chuàng)造空間，最后五刀割煤采高2.6 m、割煤總深度3.0 m。末采頂板П梁鋪工藝為：①割第一刀后在支架頂梁上插入П梁，П梁沿走向放置，按0.75 m間距布置、一個支架插兩根，梁頭距煤壁0.3 m。②第二～第四刀割煤后П梁均拔出0.6 m。③第五刀割煤后把П梁拔出頂住煤壁，在煤壁梁頭下采用DW-28型單體支撐，柱距0.75 m[3-5]。具體支護斷面如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)П梁支護布置

采用的П梁+單體支護方式在施工期間存在工作人員勞動強度大、回收難度高等問題；錨網索支護具備有支護效率高、圍巖控制效果好以及安全系數高等優(yōu)點，近些年來在綜放工作面末采頂板控制中應用較為普遍。為此，柳灣礦決定在后續(xù)的31121綜放工作面采用錨網索支護替代單體+П梁方式。

2 末采錨網索支護分析

31121綜放工作面末采使用錨網索支護，采面距停采線15 m時停止放頂煤，采高控制在2.6 m。當工作面距停采線9 m時，開始上鋼絲繩（?18.5 mm），鋼絲繩鋪設間距0.8 m。末采期間共計鋪設11根鋼絲繩。當工作面距離停采線5.4 m時，施工第一排錨桿，錨桿間距0.75 m，排距1.2 m，共5排。工作面距離停采線3 m、1.2 m時施工錨索，兩排錨索呈三花布置，間距3 m、排距1.8 m。當工作面距離停采線1.2 m時開始施工第二排錨索，錨索間距3 m。最后在機尾煤機缺口范圍補打一排錨桿，間距0.75 m，排距0.8 m。具體錨網索支護工藝為[6-8]：

1）工作面推進到距停采線3.34 m時只移溜不拉架，割最后五刀煤，采高2.6 m。工作面停采后視頂板情況在支架上方穿3.6～4 m的板梁（119#～110#使用4 m的П梁），并在梁頭靠煤壁的位置支設DW-28/31.5型單體支柱進行支護。

2）錨桿采用?22-M24-2200 mm的高強度錨桿，配合使用2.4 m的鋼筋托梁，三根為一組，相鄰錨桿排成一條線，避免影響摘架后穿板梁。錨索為?21.8 mm×6.3 m鋼絞線。施工錨索時應確保直線度，盡量使錨索處于兩支架縫隙間，避免影響拉移支架時損壞。

3）錨桿、錨索在施工時采取跟機作業(yè)的方式進行，與采煤機的最大距離應不超過30 m，煤機返刀時應待煤機返刀結束后再進行作業(yè)。

4）割最后五刀煤，采用DW-25單體液壓支柱移溜，移溜支柱的間距為3 m。

5）割最后一刀煤留設200～300 mm厚的臺階，且保證臺階平整，確保單體支柱支設質量。具體錨網索支護如圖2所示。錨網索支護方式時設備、材料使用情況統(tǒng)計情況如表2所示。

圖2 末采錨網索支護

表2 末采使用錨網索支護方式時設備、材料使用情況統(tǒng)計

3 末采工藝比對分析

3.1 末采工期比對分析

（1）П梁+單體支護方式時末采工期

31125工作面末采采用П梁+單體方式，末采在2020年4月9日～2020年4月14日期間，一天割煤4刀，共割煤20刀，推進12 m。2020年4月14日～2020年4月17日，支架拔了銷子后，一天割兩刀煤,共割煤5刀，推進3 m，要進行穿梁、拔梁。末采共計推進15 m，共計使用9 d時間。

（2）錨網索支護方式時末采工期

31121工作面末采采用錨網索支護方式，2021年9月3日～2021年9月7日，一天割煤4刀，共割煤16刀，推進12 m。2021年9月7日～2021年9月10日，共割煤4刀，打兩排錨桿，一排錨桿需5個班進行施工（一個班大約施工50根錨桿）；2021年9月10日～2021年9月17日，共割煤五刀，打3排錨桿，2排錨索。一個班大約打25根錨桿，8根錨索，為保證安全，施工錨桿、錨索時需跟機作業(yè)。末采共推進15 m，時間累計15 d。

（3）工期比對分析

31125綜放工作面末采工期為9 d；31121綜放工作面末采工期為15 d。末采采用錨網索支護方式時較П梁+單體方式工期增加6 d，主要原因為：31125綜放工作面采用П梁和棚板聯(lián)合支護，采用這種支護工藝，最后五刀煤降架上梁，每刀割煤以后進行拔梁支護頂板并架設棚板，穿梁拔梁需1人操作支架1人監(jiān)護頂板，2人操作施工工藝簡單，末采推進度快；而31121綜放工作面采用錨桿錨索支護，增加了頂板支護工藝，對頂板進行了主動支護，提高了支護強度，為最后一刀煤上梁、打柱創(chuàng)造了條件，末采工藝較П梁+單體工藝滯后6 d時間。

3.2 經濟性比對分析

31125綜放工作面末采采用П梁+單體支護方式，末采期間材料費為426076元，支護使用的單體、П梁可回收。

31121綜放工作面采用錨網索支護方式，末采期間使用材料費為478 524.2元；由于末采時間較傳統(tǒng)方式增加6 d，每天出勤人數約為60人，每人人工費為150元/d，人工成本費總計為54 000元，總體費用552 524.2元；同時31121綜放工作面末采期間使用的錨桿、錨索、板梁為一次性材料，錨桿、錨索費用為137 640元、板梁費用為27 360元。

綜合比對分析，在采面末采期間使用П梁+單體支護方式經濟性要明顯高于錨網索支護方式。

3.3 頂板控制效果比對分析

（1）對于頂板支護的比較

31125綜放工作面采用穿插П梁進行支護，屬于被動支護，頂板不易控制。31121綜放工作面采用錨網索支護，即采用主動支護，支護強度高，在上部巖層不穩(wěn)定的情況下，錨桿錨索將能發(fā)揮穩(wěn)定頂板的作用。相比較而言，錨網索支護主動性較強，對頂板控制較好。

（2）管控方面：

31125綜放工作面采用П梁和棚板支護，作業(yè)人員勞動強度大，體力負擔重，在穿插∏梁過程中容易發(fā)生脫梁傷人的事故，有時會出現擠爛鐵絲網，造成煤塊掉落傷人事故。31121綜放工作面采用錨網索支護，施工過程中作業(yè)人員體力負擔較輕，安全性較高。相比較而言，使用錨網索支護安全性能較高。

4 結語

末采是綜放開采重要環(huán)節(jié)，末采期間采面推進效率及頂板控制效果直接影響礦井生產效益及安全保障能力。柳灣礦31125綜放工作面與31121綜放工作面位于同一采區(qū)，采面設計走向長度、傾向長度一致，開采地質條件相仿，兩個采面采用不同的末采支護方式。其中31125綜放工作面在末采期間采用П梁+單體支護方式、31121綜放工作面末采采用錨網索支護方式。

通過對上述兩個采面末采期間不同支護方式支護工藝、應用效果進行比對分析研究后發(fā)現，末采期間П梁+單體支護方式較錨網索方式在末采速度、經濟性方面表現出一定優(yōu)勢；但是錨網索方式在頂板支護效果、工作人員勞動強度以及安全性方面明顯優(yōu)于П梁+單體支護方式。同時隨著柳灣礦開采范圍以及開采深度增加，開采煤層頂板條件更趨復雜，更好地實現頂板管理是采面末采期間應首先考慮的問題，因此在后續(xù)采面布置時優(yōu)先建議末采采用錨網索支護方式。