浅析深井高应力条件下综采工作面收尾施工工艺

黄志远

(焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司，河南 辉县 453634)

1 工作面收尾概况

赵固一矿11072工作面属于矿井的-525 m水平，位于矿井东翼，所属盘区为东一盘区，开采煤层为二1煤层，二1煤层顶板(底分层区域为人工假顶)标高为-454.2～-492.1 m。该工作面煤层平均厚度为2.22 m，煤层倾角为1°～8°。工作面沿走向布置，走向长度平均为575.05 m(至停采线)，倾向长度为178.1 m，面积为102 416.4 m2，可采储量为30.87万t。

工作面自收尾线开始人工上网上绳，当柔性网网边落底压入老塘后，工作面停止移架，采用采煤机配合人工扩帮方式扩刷回撤通道。回撤通道高3.6 m，宽3.0 m(梁端至煤壁)，回撤通道顶板采用槽钢梁锚索支护，帮部采用锚索配合钢筋梯支护，顶网使用矿用高强聚酯纤维柔性网(以下简称：柔性网)，煤墙使用金属菱形网。工作面上网时采用金属菱形网引导柔性网的方法，整体铺设柔性网，为工作面设备回撤创造安全空间。收尾期间采高控制在2.8～3.0 m。

2 上网上绳技术方案

1)上网上绳开始位置距停采线距离取13 m(包括扩通道3.0 m)。

2)收尾结束时要保证第二根钢丝绳过支架尾梁尾部；上绳期间，每割一刀煤铺设一根钢丝绳，绳间距600 mm，预计共铺设钢丝绳16根。

3)如果顶板破碎、下沉掉兜明显，则加密钢丝绳，按照400 mm绳间距布置。

4)工作面推进至收尾线时开始铺第一趟网，工作面推进一排后开始铺第一根钢丝绳，以后每隔0.6 m铺设一根钢丝绳。第一、二趟网使用金属菱形网铺设，当第二趟网全部压至支架顶梁上后，开始续接柔性网直至上网结束。当工作面推进至第二根绳到尾梁底端时，工作面支架停止移动，开始扩刷回撤通道。①工作面开始收尾前，先铺设一趟双层网，并上一排圆木(3 m长)。铺网和上圆木同时进行，两架支架为一组，首先将网不对称折叠，将圆木裹住，用铁丝与圆木栓牢，且菱形网与圆木连接不小于4处，将支架降下，使用单体柱将圆木连带金属网上至支架顶梁上，然后将支架升起。以此方法将剩余支架菱形网及圆木全部固定。②第一排圆木上完后，根据顶板情况可选择在架间打设锚索固定顶网，避免在拉架时将顶网蹭掉。锚索规格φ 17.8 mm×4 200 mm，垫板为200 mm×200 mm钢垫板。

5)通趟上完之后，紧跟着续接第二排金属菱形网。铺设第二排网与第一排网呈“品”字形连接。第一排网与第二排网的搭接不小于200 mm。两排网搭接处及两层网之间用14#铁丝双股拧紧压平，其扎结点呈三花形布置，间距不超过200 mm。第三排网使用柔性网铺设。当遇顶班条件较差或其他特殊情况时，可多续接一排金属网，其续接形式同第二排金属网。

6)第二排网上完之后，开始上第一根钢丝绳。先固定机头或机尾处钢丝绳绳头，沿工作面煤壁铺设，距伸缩梁梁端以下300 mm，将钢丝绳与菱形网进行连接、绑扎，联钢丝绳时，铁丝扎点间距不大于200 mm，铁丝要至少拧2～3扣，并拧紧。从机头(尾)延伸至机尾(头)，在机尾(头)处将钢丝绳的另一端固定。钢丝绳的绳头直接固定在两顺槽顶板加强支护锚索或槽钢梁上。

3 铺设柔性网

1)柔性网与金属网对接。①上网前先将柔性网全长展开，铺网时网的长边平行于工作面布置。②将每个绞盘上面安装好的钢丝绳的自由端绕过顶梁上面固定的滑轮，然后再从柔性网卷底部穿过，将钢丝绳自由端固定在金属网网孔上，此时钢丝绳处于松弛状态。③人工将柔性网起始端提起，柔性网与金属网搭接时，保证柔性网的起始边固定在金属网靠近顶板(煤墙)一侧，减少初次上网移架对柔性网的破坏。④柔性网与金属网之间使用14#铁丝捆扎，扎丝间距不大于200 mm，柔性网与金属网上下搭接不少于300 mm。⑤两卷柔性网搭接处的搭接长度为3～5 m，用铁丝进行捆绑搭接(搭接时，三花均匀布置，扎结点间距不大于200 mm，保证搭接处强度)。搭接处网上自带钢丝绳在搭结后应与网边固定好，使用铁丝捆绑牢固。

2)柔性网铺设。①柔性网与金属网连接好后，将工作面所有支架上的手动绞盘钢丝绳下放，打开支架护帮板紧贴煤壁，以网卷超出护帮板以下1～1.5 m为宜，距刮板输送机槽沿高度不小于0.7 m。②开始割煤后，提前15～20架将支架护帮板收回，操作手动绞盘将网吊至支架顶梁下，采煤机割过后滞后采煤机后滚筒5～8架将柔性网放下，进行拉架作业。③重复割煤、放网、拉架、推槽、收网、割煤程序，直到工作面停采。④拉架时，应根据顶板情况适当降架，边移架边观察，严禁带压擦顶移架，防止拉破顶部网片。⑤当柔性网与金属网脱开时及时打锚索固定柔性网，保证柔性网正常铺设。

4 钢丝绳铺设方法

将钢丝绳从机尾拉到机头，两头各预留5 m，将钢丝绳固定在两顺槽加强支护锚索或槽钢梁上，然后从机头(尾)向机尾(头)依次用铁丝把钢丝绳与柔性网进行连结固定，最后把钢丝绳的另一头固定住。钢丝绳铺设质量要求如下。

1)上下顺槽钢丝绳头直接固定在顺槽顶板的加强锚索上，采用300 mm×300 mm高强度可调心托盘配合锁具进行固定，也可直接固定在加强锚索槽钢梁上。

2)钢丝绳直径24 mm，绳长190 m/根(绳长不够时可以接长使用，搭接长度不得小于2 m，绳卡不少于4个，且绳卡必须与钢丝绳绳径相匹配)，沿走向每600 mm一根。在锚索上固定钢丝绳时，要求把钢丝绳用5个绳卡固定一个绳扣，套在锚索上，然后安装锚索托盘、锁具，绳扣直径必须小于锚索托盘，然后上紧锚索托盘。

3)绳要拉直拉紧，间距保持均匀平行，用铁丝每200 mm一扣，直接连在金属菱形网或柔性网上。

5 回撤通道的施工

当工作面推进至第二根绳到尾梁底端时，工作面支架停止移架，开始扩刷回撤通道。

1)回撤通道施工方法。①回撤通道采用采煤机进行扩刷，共5刀。割第1刀采用支架推移杆推移刮板输送机，然后去掉支架推移杆与刮板输送机的连接，其余4刀采用单体液压支柱推移刮板输送机，步距600 mm。②若工作面收尾时顶板比较破碎，回撤通道上部采用人工扩帮，下部采用采煤机进行扩刷。

2)回撤通道支护。支架停止移动后，先在架前打设一排φ 21.6 mm×8 300 mm锚索进行超前支护，锚索角度为倾斜新巷侧10°～20°，钢筋梯与切眼平行布置，锚索间距1 500 mm，用于控制新巷侧的顶板。随着回撤通道的扩刷，每间隔600 mm打设一排槽钢梁锚索进行支护，槽钢梁与切眼平行布置，排距600 mm，锚索间距1 400 mm，锚索规格：φ 21.6 mm×8 300 mm，均垂直顶板打设。槽钢梁采用14#槽钢加工而成，长4 500 mm，锚索梁垫板为200 mm×100 mm×16 mm钢垫板，补强支护锚索使用φ 28 mm钻头打设，每根使用3支Z2350型树脂锚固剂锚固，预紧力不小于300 kN，锚索外露长度150～250 mm。根据顶板情况，可适当调整锚索角度，与顶板垂线夹角不得超过20°，保证锚索施工质量。

帮部采用锚网梯支护，铺设金属菱形网，锚索规格：φ 17.8 mm×4 200 mm，锚索间排距900 mm×900 mm，每排4根，均垂直帮部打设。每根锚索使用2支Z2350型树脂锚固剂锚固。预紧力不小于150 kN，锚索外露长度150～250 mm。回撤通道支护断面图及帮部支护如图1所示。

图1 回撤通道支护断面图及帮部支护示意图

6 锚索支护流程

准备工作—点眼、打眼—清理钻孔—逐支装入锚固剂—安装、锚固锚索(上锚索托盘及索具)—用张拉泵预紧锚索。锚索安装要求如下。

1)钻眼机具：MQT-130锚杆机、ZQS-60/2.0风动手持式钻机。

2)打锚索眼：按设计要求定准眼位，按要求打够眼深，孔深与锚索长度相匹配。

3)送树脂锚固剂：向锚索孔装入树脂锚固剂，用锚索将锚固剂推入孔底。

4)搅拌锚固剂：用搅拌器连接锚索与钻机，打开锚杆机或手持式煤帮机控制扳机，缓推猛搅，将锚索注至设计深度。当锚索到达眼底时，将扳机开到最大，搅拌20～35 s，以确保树脂完全混合，严禁再使用锚杆机或手持式煤帮机进行点动。

5)紧固锚索：等待480 s后，上锚索梁、托盘和索具，用MQ18-320/63、MQ22-320/63型矿用风动锚索张拉机具张紧锚索。