杨金楼，高登彦

(神华神东煤炭集团大柳塔煤矿 ，陕西 神木 719315)

7m大采高综采工作面末采安全高效贯通实践

杨金楼，高登彦

(神华神东煤炭集团大柳塔煤矿 ，陕西 神木 719315)

基于大柳塔煤矿7m大采高综采工作面末采贯通现场实践，采用对比分析、现场观测与工程实践相结合的方法，分析了大采高综采工作面在末采贯通中存在的问题，并从设备选型、技术措施和管理等方面提出了解决方法。

大采高综采工作面；7m采高；工作面末采贯通；大柳塔煤矿

52303综采工作面是大柳塔煤矿5-2煤层第二个7m大采高工作面，通过吸取52304综采工作面回采经验，加大了支架的额定工作阻力，额定工作阻力由16800kN变成18000kN，同时加大了工作面现场管理力度。但在回采过程，仍出现过不同程度的漏矸现象和顶板下沉现象，特别是在距停采线300m处，工作面机尾出现两次冒顶。

学者对综采工作面末采贯通问题进行了大量研究，但基本是关于快速挂网回撤技术，以及挂网回撤过程中的顶板控制[1-4]，研究对象一般基于5m采高以下的综采工作面，极少涉及7m大采高工作面。随着采高向6.0～7.0m发展，采场煤壁片帮、冒顶、压架、支架失稳发生率高，而对于7m大采高工作面末采回撤阶段顶板控制难度更大。

为实现7m大采高工作面安全高效贯通，本文通过分析大柳塔煤矿52303大采高综采工作面末采贯通存在的问题，找出解决问题的关键性技术措施，为矿井安全高效生产提供技术保障。

1 52303综采工作面概况

52303工作面为大柳塔煤矿大柳塔井5-2煤层三盘区第二个工作面，工作面长301.5m，推进长度4443.3m，煤厚6.6～7.3m，平均6.93m，设计采高6.6m，采用一次采全高全部垮落后退式综合机械化采煤方法。工作面北侧为52304工作面采空区，西侧靠近5-2煤层辅运大巷，东侧靠近井田边界。工作面上覆为大柳塔井2-2煤层22305、22306综采采空区及乔家岔三不拉煤矿采空区。地表大部为第四系松散沉积物覆盖，工作面煤层顶底板岩性特征见表1，在三不拉沟等沟谷发育区域见基岩出露。上覆基岩厚度为132～245m，切眼与回撤侧基岩较厚，工作面中部沟谷发育区域较薄。

工作面配套使用150架ZY 18000/32/70掩护式液压支架，支架高度3200～7000mm，宽度2050mm，工作阻力18000kN，控制方式为电液控制，每个立柱配置两个安全阀，安全阀开启值分别为430～450bar(对应的工作阻力16899.6～17685.6kN)。

2 末采前准备

2.1 工作面末采设计

1)基于52304工作面贯通时发生支架压死、工作面大面积冒顶的强烈矿压情况，52303工作面回撤通道与回撤辅巷之间净煤柱宽度由原来的20m增加至30m。同时取消了回撤通道的贯通调节巷，减小了工作面贯通期间的空顶面积。

2)提前设计、施工回撤通道贯通标识孔与注射玛丽散孔。在安装垛式支架前施工好通道贯通标识孔与注射玛丽散孔，同时把标识孔的PVC管和玛丽散管下到位，提前预防贯通期间工作面矿压异常时需注射玛丽散进行加固，减少现场处理时间，为顶板控制赢取时间。

3)距回撤通道混凝土底板2.2m处施工贯通标识孔，孔间距为10m，贯通标识钻孔采用MYZ-150型全液压坑道钻机施工，钻头采用Φ85mm合金钢钻头，成孔直径 90mm。钻孔保证水平，且经过二次刷孔，确保成型圆滑，然后将直径为Φ75mm的PVC管装入白灰充填在钻孔内，并将PVC管捣实。共计施工29个贯通标识孔。

4)回撤通道正帮施工两排注玛丽散孔，排距为1.5m，间距为5m，顶排距顶板0.8m。注马丽散钻孔用Φ40mm钻头钻孔，孔深均为16m。共计施工106个注射玛丽散孔。穿管时16m管和10m管(前面交待均为16m)交错布置，见图1。

表1 开采煤层顶底板岩性特征

图1 回撤通道贯通标识孔及注玛丽散钻孔施工图/mm

5)由于取消了贯通调节巷，为确保贯通质量，在52303工作面回撤通道要求沿底掘进。

6)补强52303通道两帮的支护。为了提高顶板的支护质量，按照“护顶先护帮”原则，用Φ27×2400mm玻璃钢锚杆对回撤通道正帮进行补强支护，顶排锚杆距顶板1.4m，间排距为800mm×1000m。回撤通道负帮较52304回撤通道负帮加了一条横向钢带，纵向钢带由原来1.5m的排距变成1m的排距。

7)加强了末采段两工作面巷道顶帮的支护，尤其是二次采动巷道52303回顺，52303回顺正帮补了3排Φ27mm×2400mm玻璃钢锚杆和两排Φ15.24mm×4000mm的锚索，玻璃钢锚杆间排距为1m，锚索间距为2m，排距为1.5m。顶板上补了5条横向钢带，锚索规格为Φ22×8000mm；负帮增加了两条横向钢带，锚索规格为Φ22×4000mm。回撤通道支护图见图2。

8)回撤通道安装3排18000kN垛式支架，共计安装183架垛式支架。

9)距回撤通道300m位置，开始对二次采动巷道(52303回顺)正负帮、顶板进行补强支护。

图2 回撤通道支护图(单位：mm)

3 末采期间矿压规律

1)距停采线200～100m时，工作面采高为6.5m，周期来压规律较明显，总体呈现一次大周期来压和一次小周期来压的规律。来压步距平均约为15.0m，来压持续步距一般约为6.4m。来压区域基本分布在工作面20#～135#支架范围，大周期来压时为工作面整体来压，小周期来压时为局部来压，即分为前半部后半部先后来压。来压区域支架工作阻力18000～18448.6kN，安全阀大部分开启，开启率一般在70%左右，支架活柱下缩量累计达0.3～0.6m。来压时片帮现象较明显，片帮深度最大达到约1.5m，局部小范围漏冒1.5m以上。

2)图3为距停采线100m工作面压力曲面图，图3显示，推进至100～50m时工作面周期来压步距不稳定，这是由于工作面采高不稳定造成的，推进至50～0m时工作面来压步距比较稳定，主要由于采高保持在5.5m，来压步距平均为13.9m，来压持续一般为7.2m。

来压区域基本分布在工作面20#～125#支架，来压区域支架工作阻力16083.5～18841.1kN，安全阀大部分开启，开启率一般在75%左右，支架活柱下缩量累计达0.2～0.4m。来压时片帮现象较明显，片帮深度最大达到0.8m左右，未出现漏矸现象。

图3 距停采线100m工作面支架压力曲面图

4 末采存在的问题

1)采煤机司机末采贯通经验不足，至回撤通道50m、30m、19m时，由地测站对工作面支架大脚前底板高程与回撤通道底板高程比对后，采煤机司机不重视底板高程对比数据，工作面底板调整比较晚，推到挂网19m时工作面38#～51#架处比回撤通道低1.6m。工作面前半部分没有及时抬起来，没有及时降下去。导致贯通后工作面前半部分整体比通道底200～400mm，后半部分整体比通道高300～600mm，同时顶板整体比通道顶板高200～600mm。

2)52303回撤通道支护强度1.72MPa，支护强度偏弱。导致回撤通道2-5联巷顶板下沉400mm左右。如表2所示。

表2 52303回撤通道支护强度计算

3)回撤通道负帮支护强度偏弱，导致回撤通道负帮2-3联巷鼓帮，凸出300～600mm，帮锚索划坏29根垛式支架大柱。同时局部地方鼓帮撕坏了W钢带，使钢带起不到应有的作用。

4)回撤通道掘进过程中没有沿底板掘进，导致回撤通道底煤过厚，38～51架达到1.6m，给末采贯通带来很大的困难。

5)没有及时调整工作面来压步距，导致工作面推进到距停采线2m位置来压，压力恰好赶至回撤通道，使回撤通道顶板下沉300～500mm，给工作面回撤带来了一定困难。

6)回撤通道口呈锅型口，增加了挂网贯通的难度。要求以后回撤通道口段的底板尽量平直。

7)上柔性网工艺不成熟，拉断上网钢丝绳，致使上网影响的时间较长。

8)水平标识孔揭露后，煤机司机没有足够重视，导致落差大调整困难。

9)工作面准备了4个探底煤锚头，但实际探底煤次数偏少，没有起到指导现场生产作用。

10)煤机司机调整工作面底板技能差，担心抬卧刀幅度大滚筒撕网。造成70#～130#支架底板比回撤通道总体高400mm左右，45#～50#支架底板比回撤通道底200mm左右，影响了贯通质量。

11)每隔10m在回撤通道正帮侧垛架间处放置一个反光标识杆，高度为3.6m(煤机滚筒高度3.5m)，部分被片帮煤打倒或砸弯，导致标识不准确。

12)综采队人员对挂柔性网流程不熟悉、经验不足，挂网过程中各区域负责人任务不明确，部分工作程序不清楚，导致上网时间过长。

13)对工作面进行了提前挂网，导致网的长度不够，最后4m用金属网替代柔性网，由于金属网和柔性网搭接长度不够，回撤过程中出现从柔性网和金属网间撕开现象，出现了局部冒顶现象。

5 经验教训

5.1 技术、设计方面

1)加强回撤通道掘进设计及施工管理，确保沿底掘进，连采队掘进回撤通道时严格沿底掘进，拉底时要放线。针对局部煤层起伏较大、有构造的地段，要适当平缓过渡，并及时通过生产办现场写实、留档。在连采队掘进回撤通道前，技术组要求严格进行技术交底，施工时矿生产办要加强现场质量、技术监管及指导，避免出现掘进质量事故，为综采面贯通留下隐患。

2)两顺槽在通道口前后30m要平缓过渡。回撤通道口顺槽段的底板尽量平直，避免回撤通道口下坡又上坡(锅口型)。

3)在距贯通前30m位置，应提前探底煤，并由地测站测量工作面底板高程，将数据与通道底板、两顺槽底板相比对，确定工作面底板调整方案。

4)回撤通道及辅巷间煤柱宽度由20m调整到30m后，对通道及辅巷范围内顶板起到了较好的支撑效果，满足了贯通要求。

5)提高支护质量强度，根据304工作面、303工作面贯通期间通道两帮片帮情况，通道支护强度还需加强，特别是中部段，回撤通道负帮锚索间排距为0.8m，用Ω型钢带替代W钢带，帮锚索由规格为Φ22×6000mm替换规格为Φ22×4000mm，并配套双锁具。各联巷口也要进一步加强支护。

6)工作面末采段(200m)要正常组织生产，确保矿压正常，便于掌握矿压规律，为挂网位置的确定提供可靠依据。

7)加强末采段矿压规律统计，准确预测正常挂网位置处工作面来压情况，根据预测来压位置，灵活调整挂网位置。为满足挂网位置调整的要求，要适当加长柔性网宽度(由16m加长至18m)；若柔性网宽度不足，可在最后阶段挂金属网，且搭接长度必须大于600mm。

8)认真做好矿压观测，掌握好来压步距，根据工作面压力情况，灵活调整挂网位置，确保上网期间工作面没有压力。

5.2 挂网过程管理

优化挂网流程、提高员工操作水平，采取钢丝绳分段上网方法，尽可能缩短上网时间。针对柔性网重量、工作面长度，通过工作面两端头绞车，采取多点、顺序上网方式，避免一次上网不能满足网重及网绳缠绕的要求。挂网前，加强员工培训，认真学习措施及流程，队干及技术员组织员工对可能出现的问题进行梳理并提前制定相应的解决办法。

5.3 贯通质量保障措施

1)施工水平标识孔时，必须放线施工，放慢钻杆推进速度，以防钻杆偏移设计的位置，同时钻探队安排熟练工人操作，确保钻眼水平。

2)挂网时，每两刀探一次工作面底煤，随时掌握好工作面顶底煤情况。

3)在剩余30m时，技术员要根据工作面底板调整方案，督察现场落实情况，发现有偏差的要及时要求煤机司机调整并有跟班队干负责督办。

4)通过当班奖罚及其它有效手段，不断激励煤机司机责任心，不断提高底刀控制水平。

5)贯通时，必须安排老司机进行操作，保证工程质量。贯通期间严格掌握好抬落刀幅度，每刀抬卧量不得超过100mm，抬落一刀平一刀，杜绝出现大起大落现象。

5.4 设备选型方面

52303通道垛架工作阻力为18000kN的支架，工作阻力偏小，建议更换为更大工作阻力的垛架。为20000kN的支架。

5.5 矿压管理

通过等压、加快推进速度等方法，在距停采线50m位置及时调整工作面来压步距，确保工作面16m挂网位置、距停采线2m位置未来压，确保工作面正常挂网，确保工作面安全回撤。

6 结束语

通过对52303大采高综采工作面末采贯通深入分析、总结，分析出了末采贯通期间的不足之处，总结出了末采贯通的宝贵经验，为相似条件下工作面的贯通提供了经验和参考。

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Discussion about the safe and efficient mining of 7m large mining height through the end of fully-mechanized face

YANG Jin-lou，GAO Deng-yan

(Daliuta Mine，Shendong Coal Group Corporation Limited，Shenhua Group，Shenmu 719315，China)

In order to summarize the experience of 7m large miningheight through the end of fully-mechanized face，this paper is based on the field practice of 52303 large mining height through the end of fully-mechanized face，combining with the use of comparative analysis，field observations and engineering practice，analyzing the issue of through the end of the surface.Finally，in order to provide technical support and accumulate experience for the safe and efficient mine production，we put forward the technical，design，equipment selection，hanging process，knowledge of management and other aspects of the targeted technical measures.

large mining height;the end of mining; through; safety and efficient

2014-06-10

TD823

A

1004-4051(2015)03-00141-05