马兰矿12704 综采工作面收尾技术研究与应用

张 鑫

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿，山西 古交 030205）

0 引 言

收尾技术是当工作面推采到距离设计停采线位置一定距离时，开始为设备回撤创造安全的条件，确保工作面设备在回撤过程中顶板及两帮的支护强度而采取的一种特殊的回采技术。随着矿井开采深度的增加、地质条件的复杂，造成工作面改造、搬家次数明显增加，导致工作面收尾次数逐渐增多。对于综采工作面而言，提高收尾的质量和效率可以为设备的回撤、人员的安全创造有利的条件，并对矿井的安全生产以及经济效益产生重要的影响。

1 工作面概况

12704 工作面位于马兰矿南七采区左翼，皮带巷开口于南七2 号煤左翼集中皮带巷，轨道巷Ι 段通过措施巷与南七02 号煤左翼集中轨道巷连通。工作面对应上方间隔3.0～5.5 m 为10702、10704 采空区，工作面西北侧间隔40、68、90 m 分别为东二回风大巷、南七集中皮带巷、南七02 号煤、2 号煤右翼集中轨道，皮带巷20～25 m、轨道巷Ι 段65～70 m，上部间隔4.5 m 为南七02 号煤左翼集中轨道巷，其它方位暂无工程，如图1 所示。

12704 工作面所掘进煤层为二叠系下统山西组2号煤，属稳定可采近水平中厚煤层，合并区2 号煤平均煤厚1.76 m，煤层结构复杂，煤层结构0.48（0.20）1.08；措施巷 114 m、轨道巷 Ι 段 0～192 m 为 1 号煤与2 号煤分岔区，夹矸厚度0.50～0.55 m，2 号煤平均煤厚1.1 m，结构简单。

图1 12704 工作面位置图

2 综采工作面收尾技术

2.1 概 况

根据工作面生产情况，12704 工作面推进至距停采线10 m 时开始进行铺网收尾工作，（停采线位置：皮带巷位于里程123 m 处，轨道巷位于里程36 m 处，铺网线里程位于里程135 m 处）。工作面现有支架130 道，采长 195 m，共需铺网 10 道，板梁 5 道。

2.2 准备工作

1）将铺网扩循环所用材料在铺网前全部运到12704 工作面指定地点，摆放整齐。

2）工作面距铺网线10 m 距离时，控制机头、机尾推进度。按照停采线推进机头、机尾。

3）工作面距铺网线5 m 时开始调整采高，由原设计采高调整为铺网采高2.4 m。

4）工作面支架必须接顶严实，顶梁上无浮矸。

2.3 工艺流程

割煤——联网——（上板梁）——拉架——推溜——扩循环——收尾工作

当金属网落入采空区底板，被压住一个循环后，停止拉架，然后开始扩循环，扩循环成形后，支架梁端距煤壁棚腿净宽不得小于2.2 m，工作面净高不低于在1.8 m，如图2 所示。

图2 12704 工作面扩循后支护图

2.4 铺网上板梁技术要求

1）联网上板梁时，采煤机运输机停机闭锁，并把其开关手把打到零位。严格执行“敲帮问顶”制度，必须护帮护顶，处理顶帮危岩活石等隐患。确认安全后方可开始联网上板梁作业。

2）工作面支架要求工作状况良好。铺网、上梁依次类推。上梁从机尾到机头逐段进行。

3）铺网要求长边平行于工作面铺设，铁丝网采用10 m×1.3 m 菱形金属网，必须铺至上下出口两帮。网要平展，不得漏网、卷网。联网时要求首尾搭接，上下搭接，搭接规格为：短边200 mm，长边200 mm。联网时注意，机头侧网要压机尾侧网，第1 排铁丝网压第2 排铁丝网。采用双边联法，搭接处每3 孔拧1扣，每扣拧2~3 圈，拧紧拧牢。顶板破碎时铺设双层网，联网丝用14 号铁丝，每根长250 mm 左右。

4）铺网时要求正、副巷上下出口两帮有2 m 下垂，每次联网前必须保证支架梁端下有1 000~1 500 mm 下垂，为下次联网创造条件。割1-2 刀煤，联一次金属网。

5）铺板梁时，要求必须平面朝上铺设，平行于工作面铺设，第1 排网与第1 排板梁同时铺设，板梁与金属网要每隔800 mm 用双股14 号铁丝与金属网捆牢，板梁的规格为1/2Φ200 mm×4 000 mm红松梁。

6）铺第1 排网及上第1 排板梁时，把10 m 长的金属菱形网拆成5 m 长，3 架1 组，要求5 人协同作业，并由跟班队长现场指挥，观察顶板、煤帮状况，发现异常必须停止作业，待处理后方可作业。作业时，2个人托起板梁将支架降架后塞入顶梁上，2 人扶金属网，1 人操作支架，使板梁连金属网贴紧顶板，摆放牢固。升紧支架初撑力达到规定要求，托住板梁与金属网其后照样依次操作左右2 个支架，依次类推铺完第1 排板梁与网。上板梁时作业地点支架限位装置必须完好，限位装置必须随架操作，无关人员不得在作业地点附近停留。

7）联网时要站在支架顶梁下联接，严格“敲帮问顶”制度并做好临时支护，联网上板梁时严禁空顶作业，片帮严重地点，必须打好临时贴帮点柱。网联好后要将网吊挂合适，防止割煤时割网。割煤过程中，采煤机司机要注意观察严禁割网，割煤后将网放下再进行拉架工作。支架移出后，支架要升紧，初撑力必须达标。联网不合格处必须进行重新联网，顶板破碎时要进行带压擦顶拉架。

8）工作面共铺设5 道板梁。第2 道板梁上至第2道网尾部，板梁固定于靠回采煤壁侧网边缘，板梁应平面朝上，位于顶网的下方，板梁应相互对接，排距为1.2 m，间距为0.5 m，以后每1 道网上1 道板梁。当第1 排板梁甩入落山1 个循环后，在落山侧全部压实后，支架停止前移，必须将全部支架的推拉杆收回，开始扩循环工作。

9）扩循环前，根据工作面实际情况，两端头维护采用木垛方式。当支架距离煤帮大于等于1 m 时，采用井字型木垛维护（木垛要求见顶接底，支撑有力，四角打设包角柱，中间打设中间柱）；当支架距离煤帮小于1 m 时打设堆柱（堆柱的规格为：3 根圆木为1 组堆柱，共打设2 组，间距为1m）。木垛（堆柱）采用Φ200 mm 红松圆木，尺寸根据现场施工条件而定，并采用扒钉联接牢固保证接顶严实。在工作面两端头支护前，先将金属网与巷道顶网或帮网联接好。

2.5 扩循环安全技术

1）扩循环工作从机尾向机头方向进行，采用斜扩6 架一次成型工艺，即每6 架为1 组，连续扩帮，直到满足规定为止。遇断层等构造或顶板破碎时，为有效支护顶板，防止漏冒顶，根据现场情况，采用斜扩3架一次成型。工作时必须考虑运输机弯曲度，防止运输机错口。

2）扩循环时顶板维护安全技术措施：①第1 个循环要求采煤机每割6 个架后，将采煤机、运输机停机闭锁，在工作面煤壁侧以1.5 m 柱距支设贴帮单体戴帽点柱，然后在网下逐架穿入φ200 mm×3 000 mm 的红松圆木梁，梁间距为750mm。梁的一端顶至煤壁，升紧支架后联网，并逐根回撤掉临时支柱，以此工序完成第1 个循环后，拆开运输机的联结销，将运输机用单体顶至煤壁。长梁要大头顶住煤帮。②扩第2 个循环时，采机每割6 个架煤后，将采煤机、运输机停机闭锁，然后逐架进行抽梁。抽梁时，先在支架中部单体套板梁作为临时支护，分别抽出2 根圆木梁，2梁都抽出顶住煤壁后并及时在每架支架的2 根梁下分别打上贴帮单体与Φ≥180 mm 的优质红松支木，支木与梁间用扒钉扒牢，梁下单体要与网拴牢，升紧支架。顶板破碎等特殊地段提前抽梁支护顶板。

3）上梁、抽梁安全技术措施：该项作业要逐架进行，严禁同时动作2 架及以上支架。进行该项作业时要闭锁运输机，采机摘开离合，并把隔离开关打零位，严禁随意动作周围10 道支架。敲帮问顶后，升紧相邻支架，降下将要穿梁的支架，确保安全的情况下，支护人员站在板梁搭设的工作台上（板梁架设在运输机挡煤板与煤帮间，板梁与板梁之间要用扒钉连接，其总宽度不小于1 000 mm）穿梁。要求插梁梁头必须顶死煤帮，暴露顶板必须打设临时支护，形式为单体带帽点柱。上梁、抽梁时严禁联网，联网工作要提前进行。长梁上到位后要与顶网用铁丝相连。

4）扩循环结束后机头、机尾架双抬棚，保证1 梁4 柱，用料为Φ200 mm×6 000 mm 红松圆木，棚腿长度根据具体情况而定，保证支撑有力。扩循环过程中，必须安设好铁丝网、挑梁、支木，如有安设不到位或损坏的材料必须重新安设完好。

2.6 机尾打绞车硐室安全技术

1）扩完循环后，在运输机机尾正对保险煤壁炮掘施工1 个绞车硐，硐室规格为：宽×深=2.5 m×3.0m，施工跟底跟顶，高度不低于2 m。施工前，在绞车硐室开口处贴保险煤壁侧用单体套3.0 m 的钢梁加强支护，然后在硐室开口处回掉原端头支护的单体柱。硐室支护采用单体套板梁棚支护，1 梁2 柱，棚距为0.8 m，柱距为2.6 m，单体挑梁端150 mm，板梁规格为1/2Φ200 mm×3 000 mm。并且用背板按“帮三顶四”进行支护。

2）根据爆破设计，如图3 所示，放炮后，首先在绞车硐前按临时支护要求打好单体，上好临时支护板梁，将永久支护板梁按要求排好后，进行出煤。出煤后，在永久支护板梁的两端打上单体，回撤掉临时支护，进行下一个循环。

图3 机尾绞车硐室爆眼布置图

3）所需风量，按炸药量计算：

式中：Qb为爆风量；25 为煤矿许用炸药每千克炸药供风不少于25 m3/min；A为1 次爆破的炸药量为10.8 kg。

通过计算得：Qb=25×8.2=270 m3/min

工作面配风为7 103 m3/min ＞Qb，每次放炮时符合规定。

3 结束语

根据对12704 工作面的收尾方案，创新性的提优化了回撤通道的支护设计，综合考虑了煤炭回收率和回撤通道支护难易程度，本次12704 工作面的收尾工作取得了良好的效果，为今后综采工作面合理选择收尾方法提供了理论依据，且总结说明了综采工作面收尾期间的主要注意事项，为综采工作面收尾提供了实践依据。