榮維俊

（肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司，山東 單縣 274300）

灰?guī)r頂板泥巖底板條件下集成支護(hù)技術(shù)

榮維俊

（肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司，山東 單縣 274300）

通過(guò)對(duì)灰?guī)r頂板泥巖底板條件下集成支護(hù)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了礦井高產(chǎn)集約化生產(chǎn)。

灰?guī)r頂板；泥巖底板；集成支護(hù)

1 煤層賦存及頂?shù)装鍡l件

8層煤：煤厚0.64～2.29m，平均1.60m，傾角4°～12°，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，間夾一層穩(wěn)定矸石，上距頂板0.25m，厚0～0.3m，平均0.20m，巖性為灰黑色炭質(zhì)石英細(xì)砂巖致密、堅(jiān)硬，硬度系數(shù)f=6，夾矸灰分78%，密度2.3%；頂板為四層灰?guī)r，厚2.13～6.67m，平均4.67m，f=3～4，上部硬巖層，巖性堅(jiān)硬，含少量動(dòng)物化石，上部含泥質(zhì)較高；下部軟巖層，巖溶裂隙發(fā)育，實(shí)見(jiàn)黃泥，單向抗壓強(qiáng)度1007.04～1293.74Kg/cm2；直接底為粘土巖，灰白色，富含植物根部化石，遇水后易膨脹。厚0.8m。老底為粉砂巖，厚5.85m，深灰色，含黃鐵礦結(jié)核。

2 煤層煤體夾石預(yù)分離和機(jī)道破碎頂板超前控制

煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，間夾一層穩(wěn)定矸石，上距頂板0.25m，厚0～0.3m，平均0.20m，巖性為灰黑色炭質(zhì)石英細(xì)砂巖致密、堅(jiān)硬，硬度系數(shù)f=6，夾矸灰分78%，密度2.3%，由于該夾矸較硬，嚴(yán)重影響采煤機(jī)運(yùn)行，且影響煤質(zhì)。對(duì)此采用預(yù)先爆破掏矸技術(shù)，先去除煤層夾矸，爆破后，將塊夾石，必須揀入采空區(qū)，再運(yùn)行采煤機(jī)。爆破前要在支柱前方掛好廢舊皮帶，保護(hù)好支柱的鍍鉻層。

工作面壓炮眼為單排眼布置，在夾石上下各0.1m處打眼，眼距1.0m，眼深1.2m；裝藥量：頂眼：0.2kg/眼。，由于炮眼布置在煤層中，不大矸石眼，減輕了打眼工的勞動(dòng)強(qiáng)度，爆破后矸石塊度較大，有利于撿出。

爆破后及時(shí)就近處理矸石為便于分揀矸石，工作面爆破采用分段爆破，一次爆破長(zhǎng)度不超過(guò)15米，爆破時(shí)大部分矸石被蹦進(jìn)放頂線，只有小部分矸石人工就近將矸石撿入采空區(qū)。

3 預(yù)先對(duì)相近及穿層巷道采取人工砼頂板支護(hù)

工作面推過(guò)穿層巷道時(shí)由于高差大，方法大多以打垛方式推過(guò)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且支護(hù)強(qiáng)度降低，影響安全，經(jīng)分析研究后，采用人造頂板頂板（人工砼），和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：整體性好，可灌筑成為一個(gè)整體（人造頂板）；可模性好，可灌筑成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)；耐久性好；工程造價(jià)和維護(hù)費(fèi)用低。

4 灰?guī)r頂板采取大孔徑深孔可控多段爆破放頂

正常推采期間對(duì)工作面采空區(qū)懸頂每隔2m進(jìn)行一次強(qiáng)制放頂。強(qiáng)制放頂眼在工作面割煤或松機(jī)過(guò)程中采用風(fēng)鉆濕式打眼。放頂眼在工作面末前排支柱與其前排支柱空檔內(nèi)施工，眼口距末前排支柱0.7m，且放頂眼眼深不小于2.0m，放頂眼采用對(duì)眼布置，每對(duì)放頂眼的間距為0.5m，相鄰兩對(duì)放頂眼之間的間距為3.0m仰角為75°～80°。隨工作面推采，在工作面末前排支柱與其前排支柱空檔內(nèi)用風(fēng)鉆打強(qiáng)制放頂眼，使新打的放頂眼與老空放頂眼沿工作面推采方向距離為2.0m（即放頂眼排距為2.0m）。放頂眼進(jìn)入放頂線排回柱前裝藥，回柱后連線爆破。

工作面上下兩巷無(wú)深孔放頂眼地段分別用風(fēng)鉆布置兩排放頂眼，放頂眼眼深不小于2.0m，眼距不大于1.0m，排距為1.0m，仰角為75°～80°，放頂眼按三花眼布置，且機(jī)巷、出口非面?zhèn)纫慌欧彭斞劬嗝罕诓坏么笥?.3m。放頂眼進(jìn)入放頂線排回柱前裝藥，回柱后連線爆破。

5 工作面支護(hù)設(shè)計(jì)

5.1 控頂距的選擇

由礦壓實(shí)測(cè)資料可知，工作面直接頂冒落后能夠完全充滿采空區(qū)，通過(guò)采取一定的工程質(zhì)量管理措施，如保證規(guī)定的初撐力、安全閥工作可靠、支護(hù)系統(tǒng)不漏液等，工作面最大控頂距取4.5m，是不會(huì)壓死支柱的，因此說(shuō)本工作面控頂距的取值是合理的。

5.2 支護(hù)密度的選擇

在既定的頂板條件下，采場(chǎng)合理的支護(hù)強(qiáng)度（即頂板壓力）取決于對(duì)頂板的控制要求，包括防止直接頂破碎、減少煤壁片幫、排除直接頂與老頂離層所導(dǎo)致的動(dòng)壓沖擊影響、頂板沿煤壁切落等等。采場(chǎng)煤層與頂板條件不一樣，控制要求也不一樣。針對(duì)具體的采場(chǎng)，控制要求有時(shí)可能是多方面的，合理的支護(hù)強(qiáng)度必須一一考慮，作為計(jì)算合理支護(hù)密度的依據(jù)。

經(jīng)計(jì)算，工作面實(shí)際支護(hù)密度1.538根/m2，能夠滿足支護(hù)要求。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，在放頂排采用走向?qū)χ?，所以現(xiàn)支護(hù)密度和特殊支護(hù)形式是能夠滿足頂板管理要求的。

5.3 工作面特殊支護(hù)

為防止老頂來(lái)壓時(shí)頂板對(duì)末排支柱的沖擊，加強(qiáng)末排支柱的支撐能力和切頂能力，本工作面采用走向?qū)χ姆绞郊訌?qiáng)支護(hù)。即在采空區(qū)側(cè)第一排支柱與第二排支柱之間（材料道內(nèi)）的頂梁下，距采空區(qū)側(cè)第一排正規(guī)支柱不大于0.3m處。初壓期間，靠放頂線一排頂梁下棵棵支設(shè)走向?qū)χ?；正常回采期間，走向?qū)χ扛粢桓斄褐гO(shè)一棵。

面內(nèi)對(duì)柱是否滿足來(lái)壓時(shí)支撐能力的要求，可根據(jù)老頂來(lái)壓時(shí)刻和來(lái)壓前夕實(shí)測(cè)支柱承載值的差值來(lái)驗(yàn)算，即考慮該差值在放頂排由對(duì)柱承擔(dān)。

即平行于工作面方向，采煤工作面支柱的柱距為0.65m時(shí)，在放頂線排每隔3根基本支柱加一棵對(duì)柱即可滿足要求。所以8801工作面正?；夭善陂g，走向?qū)χ扛粢桓斄褐гO(shè)一棵，足以滿足要求。

在滿足基本支護(hù)的前提下，考慮到工作面斷層較多、頂板不完整等因素的影響，為提高工作面支架的安全性和穩(wěn)定性，又加設(shè)了溜頭（尾）循環(huán)叢柱和面內(nèi)叢柱等特殊支護(hù)。

榮維?。?980—），男，畢業(yè)于安徽淮北煤炭師范大學(xué)，現(xiàn)就職于肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源公司。