煤矿综放工作面末采贯通技术分析

摘要：以煤矿综放工作面末采快速贯通技术为对象开展探究。结合具体工程实际，在分析末采贯通前期准备的基础上，对贯通作业阶段控制措施开展全面总结，确保综放作业末采快速安全贯通，希望为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。

关键词：煤矿；综放工作面；末采贯通；控制措施

对于煤矿井下综放工作面而言，其末采阶段的贯通回撤是确保整个作业面生产安全的关键工序，确保相关作业的快速安全，对于实现矿井顺利接续意义重大[1]。鉴于此，针对综放工作面贯通前后各项作业工序进行深入分析研究，特别是巷道支护和贯通测量作业，对于提升矿井回采作业的有效性意义重大。

1工程概述

A矿井下3302综放工作面为矿井现阶段开采工作面，该工作面主采煤层为3#煤层，位于井下第三采区，工作面北侧为井田边界，南侧为采区运输巷，东侧为上阶段回采面，西侧为未开采煤层。整个工作面倾向长度350m，走向长度1130m，设计使用低位放顶煤工艺，设计采放比1∶0.7（采高4m，放顶煤高度3.3m）。该工作面上部直接顶为黑色泥岩层，厚度均值5.1m，局部含有砂质泥岩；老顶为灰色中粒砂岩，厚度均值7.3m。3#煤层顶板岩层属于中等坚硬煤层，抗压强度、抗剪强度和抗拉强度分别为15.2MPa、2.71MPa和1.16MPa，普氏系数1.53。现阶段，3302综放工作面即将进入末采贯通作业期，为确保末采贯通作业的有效性，实现设备及时回撤，为下阶段开采提供有力前提，特开展针对性分析探究。

2末采贯通前期准备分析

2.1贯通通道支护分析

对于综放工作面而言，其老顶的稳定性对整个采场的安全稳定有着直接影响，这就要求在末采贯通回撤期间，巷道支护设计必须可靠、稳定。设计回撤巷道尺寸为5600mm×3400mm（长×高），巷道初始支护选用直径18mm、长度2200mm的锚杆，布设排间距为1500mm×1000mm。同时在与巷道边缘间隔300m处开展巷道二次补强支护，其中，顶板补强支护采用“锚索+W型钢带+铁丝网”的支护方式，锚索布设排间距为1500mm×2100mm，单排布设锚索数量为3根，锚索选用直径18.9mm、长度8000mm的钢绞丝锚索。W型钢带尺寸为4800mm×230mm×3mm（长×宽×厚）；网片由8#铅丝制成，网孔尺寸为45mm×45mm。图1所示即为顶板补强支护示意图。回撤巷道巷帮补强支护采用“锚索+W型钢带”的支护方式，锚索布设排间距为2000mm×1000mm，单排布设锚索数量为3根，锚索选用直径18.9mm、长度8000mm的钢绞丝锚索；W型钢带选型与顶板补强相同[2-3]。图2所示即为巷帮补强支护示意图。同时选用作业阻力11000kN的垛架对巷道进行支撑，实现与锚索的联合支护。通过上述支护工艺，巷道支护强度可达1.35MPa。

2.2注浆加固分析

在综放工作面末采贯通回撤作业中，其周边煤层的完整性及强度对整个回采作业空间的稳定性有着十分显著的影响。一般来说，在工作面贯通阶段，受到超前支撑压力的影响，工作面煤体强度通常会明显降低，严重时还会出现煤体破碎现象。鉴于此，为增强煤体强度及完整性，设计在回撤巷道贯通侧全长及两侧巷道回采侧20m范围对煤体进行预注浆，提升煤体强度，从而确保贯通安全。注浆所用浆液为型号GRT-101的专用加固浆液，注浆孔钻设深度结合回撤通道上部所留设顶煤厚度决定，一般要求注浆孔必须达到煤岩交互界面[4]。

2.3标识孔施工分析

完成对回撤通道的补强支护及注浆加固后，需要在贯通侧煤壁施工标识孔，以便为作业人员顺平底板提供标记参考。标识孔高度依照采煤机滚筒直径予以确定，单个钻孔深度15m，钻孔布设间隔15m，在变坡处间隔缩短为10m。所有标识孔均为水平钻孔，钻设角度不超过1°。完成标识孔的施工后，应在钻孔内插入存在色差的PVC管，以便于对工作面进行控制，确保各个部门可以同步进行贯通作业。

3贯通作业阶段控制措施分析

3.1顶底板及采高调控分析

在距离贯通点100m时，开始对工作面和回撤通道底板标高进行测定，以5台支架为间隔布设测点1个，结合测量所得结果绘制工作面底板素描图，以便于作业人员可以精准地进行抬卧刀操作。在距离贯通点50m时，开始每天进行一次顶底板测量作业，同时对采高进行逐步控制，并进行放顶作业，以便缩小煤层顶板回转空间，从而降低来压强度。在距离贯通点15m时，依照标识孔对顶板进行调控，确保工作面在与回撤巷道平行的区间内向前推行。

3.2等压距离计算

在贯通作业时，工作面最后一次来压位置的确定十分重要，若其与回撤通道距离过小，则剩余煤柱难以承受工作面超前压力，容易发生垮塌，从而造成顶板冲击，引起压架事故。等压技术便是借由对工作面推移速度的调控，结合采场来压特征，实现对来压位置及持续时间的调控。一般来说，等压位置的选择应当同时具备两个条件：a)确保剩余煤柱能够提供足够的支撑力；b)确保回撤通道和工作面贯通期间不出现顶板来压现象[5]。具体煤柱留设宽度可参照图3（停采让压位置示意图）。结合3302综放工作面实际状况和煤柱留设宽度D的计算公式，计算可知合理的煤柱留设宽度为6.45m。在作业现场，实际距离贯通通道为6.8m时，工作面出现来压征兆，停机等压8h后，中部支架来压安全阀全部开启，并扩展至整个作业面，随后开始回采作业。在最终贯通时顶板保持完好，工作面无来压现象。

3.3挂网与挑梁分析

在距离回撤巷道12m时，调整工作面使其与停采线平行，整个工作面支架排成一条直线，并开始铺设纤维网。完整的末采工序为：割煤→放网→移架→推移运输机→撩网，循环直至完成贯通为止[6]。完成贯通后要及时挑梁、清煤并将作业面网片与回撤巷道网片平整搭接。随后对作业支架进行调整，确保支架顶梁与回撤巷道工字钢有效挑接，从而便于支架高效撤出。

4结语

综放回采末期贯通作业的安全有效对于确保整个回采安全有着极大的影响，因此管理者应当高度重视相关问题，在生产实际中积极开展针对性研究优化，通过对以往实践经验的有效总结，探索高效的末采贯通技术，保证贯通作业的快速、安全，为矿井综合效益的增加提供帮助。

参考文献：

［1］魏恒征.综放工作面预留回撤通道末采工艺实践［J］.内蒙古煤炭经济，2019(17)：147.

［2］孙长凯.综放工作面集中缩减支架技术［J］.煤炭与化工，2017，40(9):143-145.

［3］孙磊.柔性网整体铺网护顶技术在综放面末采贯通中的应用［J］.煤炭工程，2016，48(增刊1)：47-49.

［4］徐波，贾猛，梁斌.10301综放工作面贯通测量方案设计［J］.煤矿现代化，2016(6)：28-30.

［5］贾圆.陈家山煤矿425综放工作面贯通控制测量浅析［J］.价值工程，2015，34(19)：91-93.

［6］杨晓强.厚松散层特厚煤层综放末采贯通层位调节技术探索［J］.内蒙古煤炭经济，2013(8)：118-119.

作者：韩卫平 单位：同煤集团煤峪口矿调度室