综采工作面停采支护方法

摘要

本发明涉及煤矿井下顶板支护工艺，具体为综采工作面停采支护方法。解决现有的综采工作面停采工字钢支护成本高、工人劳动强度大、停采支护工期较长、易出现顶板局部破碎等问题。该综采工作面停采支护方法采用锚索、锚杆、金属网、钢带和组合锚索组联合支护配合支架自身承载能力进行停采支护，结合工作面停采后用途划分为撤架通道、支架与停采支护联合支护区和自然垮落区三区进行停采期间顶板管理，有针对的进行局部支护加强，利用组合锚索组替代工字钢，使支护更加及时，避免出现顶板里层现象。与现有的停采支护相比，极大的降低了材料费用与人工消耗，也降低施工中的安全风险性。停采支护工期由25个工作日缩减到13个工作日。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下顶板支护工艺，具体为综采工作面停采支护方法。

背景技术

目前，工作面停采支护采用3.5米矿用11#工字钢支护并使用道木刹顶。使用矿用11#工字钢不但成本高、工人劳动强度大和劳动效率低，而且存在很多隐患，如若工人搬运支护工字钢时配合不默契易造成人员受伤。在回撤支架的过程中，整个工作面顶板会出现大量的压力显现，工字钢支护易出现顶板局部破碎，而使用道木背板会留有一定的缝隙故易导致漏顶事故发生，小则造成人员受伤，大则造成支架被掩埋，给停采工作产生一系列的后续不必要的工程。整个停采支护工期较长，存在一定的未知因素，不利于停采工作的顺利进行。

发明内容

本发明解决现有的综采工作面停采工字钢支护成本高、工人劳动强度大、停采支护工期较长、易出现顶板局部破碎等问题，提供一种综采工作面停采支护方法，该方法以组合锚索组替代工字钢，并通过支护工艺参数的优化，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明是采用如下技术方案实现的：综采工作面停采支护方法，是采用如下步骤实现的：

综采工作面停采支护区域的长度13.45米；将停采支护区域划分成自然垮落区、支架与停采支护联合支护区、撤架通道区；其中自然垮落区从铺网线开始，长度为5800 mm；支架与停采支护联合支护区的长度为4350 mm；撤架通道区的长度为3300 mm。自然跨落区的作用为顶板自然跨落后利用金属网形成一道网状墙，阻挡回撤支架后破碎矸石涌入工作面；支架与停采支护联合支护区，利用支架自身支撑能力与停采支护联合支撑顶板，在撤出支架时维护完整的顶板；撤架通道区是支架搬运车搬运支架作业空间。

停采支护区域内全部铺设金属网；

自然垮落区支护：

该区域仅在铺网线处施工一排固定金属网的锚杆，锚杆为φ=22mm，L=0.9m的钢锚杆及配套的130mm×130×12mm锚杆托盘，锚杆间距为1.5米，锚杆托盘下压450mm×250mm×3mm“W”型短钢带将金属网固定在顶板，金属网在顶板固定后，割煤时将金属网用金属丝吊挂在支架护帮板上，割煤后将金属网释放，向前移架后续网，相邻金属网之间搭接200mm并采用金属丝对搭接部分进行绑固。

支架与停采支护联合支护区支护：

该区域共施工四排支护，按铺网线至终采线方向分别为第一排锚索、第一排锚杆、第二排锚索、第二排锚杆，其中第一排锚索距离铺网线5800mm，使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索，配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm；第一排锚杆距离第一排锚索1300mm，使用φ=22mm，L=2.4m的钢锚杆及配套的130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm，钢带搭接处使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘；第二排锚索距离第一排锚杆1150mm，使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套300mm×300mm×10mm托盘，托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm；第二排锚杆距离第二排锚索1150mm，支护形式同第一排锚杆（即使用φ=22mm，L=2.4m的钢锚杆及配套的130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm，钢带搭接处使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘）；本区域工作由综采队和掘进队共同完成，主要工作有割煤→移架→续网→支护，其中割煤、移架期间掘进队回本队作业面，续网与支护采掘可平行进行作业，本区域支护结束后支架不再前移。

撤架通道区支护：

该区域施工五排支护，分别为第三排锚索、第三排锚杆、第四排锚索、第四排锚杆、第五排锚索；其中第三排锚索距离第二排锚杆750mm，支护与第二排锚索一致（即使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套300mm×300mm×10mm托盘，托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm），在第三排锚索与第二排锚杆之间每间隔6m采用组合锚索组替换单根锚索，组合锚索组由1根φ=17.8mm，L=8.3m的7芯钢绞线锚索以及2根φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索吊挂500mm×500mm×10mm的钢托盘组成；第三排锚杆距离第三排锚索750mm，支护与第二排锚杆一致（即使用φ=22mm，L=2.4m的钢锚杆及配套的130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm，钢带搭接处使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘）；第四排锚索距离第三排锚杆750mm，支护形式与第三排锚索一致（即使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套300mm×300mm×10mm托盘，托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm）；第四排锚杆距离第四排锚索750mm，支护形式与第三排锚杆一致（即使用φ=22mm，L=2.4m的钢锚杆及配套的130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm，钢带搭接处使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘）；第五排锚索距离第四排锚杆750mm，支护形式与第三排锚索一致（即使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套300mm×300mm×10mm托盘，托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm），在第五排锚索与第四排锚杆之间每间隔12m采用一组组合锚索组替换单根锚索组，组合锚索组由1根φ=17.8mm，L=8.3m的7芯钢绞线锚索以及2根φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索吊挂500mm×500mm×10mm的钢托盘组成，第五排锚索距离终采线300mm。本区域工作由综采队和掘进队共同完成，主要工作有割煤→推溜→续网→支护，其中割煤、推溜期间掘进队回本队作业面，续网与支护采掘可平行进行作业。

停采支护期间工作要点:

⑴铺网期间加强对机电设备的检修与维护，确保设备能够正常运转，尤其是对液压支架更必须加强维护，确保液压支架的液压系统无跑、冒、漏、窜液现象，液压支架动作灵活、可靠、无自卸现象。同时，将液压支架底座前的浮煤、浮矸等杂物清理干净，确保液压支架的拉、移进度。乳化液浓度达到3%～5%。

⑵铺网宽度（即铺网期间的采宽），使金属网在采空区内底板上铺设的长度达到1.0m即可，所用金属网为菱形网，其规格为:长3.7m，宽1.7m。搭接压茬顺序是后铺的网压先铺的网，搭接部分的绑固采用双丝双扣迈步式绑固。

本发明所述方法具有如下效果：

1、采用锚索、锚杆、金属网、钢带和组合锚索组联合支护配合支架自身承载能力进行的停采支护设计，结合工作面停采后用途划分为撤架通道、支架与停采支护联合支护区和自然垮落区三区进行停采期间顶板管理，极大地降低停采期间工作面压力，充分利用了支架自身的承载作用。

2、精细考虑支护需要，有针对的进行局部支护加强，提高支护的精准度，科学计算支护密度，安全快速完成停采支护。

3、利用组合锚索组替代工字钢，使支护更加及时，避免出现顶板离层现象。

4、与现有的停采支护相比，极大的降低了材料费用与人工消耗，也降低施工中的安全风险性。经测算，节约各种材料费用100万元/次，节省人工成本10万元/年。本发明的停采支护工艺，顶板不易破碎，保证停采过程的顺利进行。

5、降低支护成本，减轻了工人劳动强度，提高劳动效率；协调各作业队组，减少工时浪费，缩短停采支护工期，停采支护工期由25个工作日缩减到13个工作日。提高停采支护安全性。

具体实施方式

综采工作面停采支护方法，是采用如下步骤实现的：

综采工作面停采支护区域的长度13.45米；将停采支护区域划分成自然垮落区、支架与停采支护联合支护区、撤架通道区；其中自然垮落区从铺网线开始，长度为5800 mm；支架与停采支护联合支护区的长度为4350 mm；撤架通道区的长度为3300 mm；

停采支护区域内全部铺设金属网；

自然垮落区支护：

该区域仅在铺网线处施工一排固定金属网的锚杆，锚杆为φ=22mm，L=0.9m的钢锚杆及配套的130mm×130×12mm锚杆托盘，锚杆间距为1.5米，锚杆托盘下压450mm×250mm×3mm“W”型短钢带将金属网固定在顶板，金属网在顶板固定后，将金属网用金属丝吊挂在支架护帮板上，割煤后将金属网释放，向前移架后续网，相邻金属网之间搭接200mm并采用金属丝对搭接部分进行绑固；

支架与停采支护联合支护区支护：

该区域共施工四排支护，按铺网线至终采线方向分别为第一排锚索、第一排锚杆、第二排锚索、第二排锚杆，其中第一排锚索距离铺网线5800mm，使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索，配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm；第一排锚杆距离第一排锚索1300mm，使用φ=22mm，L=2.4m的钢锚杆及配套的130mm×130mm×12mm锚杆托盘，锚杆托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm，钢带搭接处使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套130mm×130mm×12mm锚杆托盘；第二排锚索距离第一排锚杆1150mm，使用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索并配套300mm×300mm×10mm托盘，托盘下压4700mm×250mm×3mm的四眼“W”型钢带，“W”型钢带眼距1.5m，“W”型钢带搭接长度为100mm；第二排锚杆距离第二排锚索1150mm，支护形式同第一排锚杆；本区域支护结束后支架不再前移。

撤架通道区支护：

该区域施工五排支护，分别为第三排锚索、第三排锚杆、第四排锚索、第四排锚杆、第五排锚索；其中第三排锚索距离第二排锚杆750mm，支护与第二排锚索一致，在第三排锚索与第二排锚杆之间每间隔6m采用一组组合锚索组替换单根锚索，组合锚索组由1根φ=17.8mm，L=8.3m的7芯钢绞线锚索以及2根φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索吊挂500mm×500mm×10mm的钢托盘组成；第三排锚杆距离第三排锚索750mm，支护与第二排锚杆一致；第四排锚索距离第三排锚杆750mm，支护形式与第三排锚索一致；第四排锚杆距离第四排锚索750mm，支护形式与第三排锚杆一致；第五排锚索距离第四排锚杆750mm，支护形式与第三排锚索一致，在第五排锚索与第四排锚杆之间每间隔12m采用一组组合锚索组替换单根锚索，组合锚索组由1根φ=17.8mm，L=8.3m的7芯钢绞线锚索以及2根φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索吊挂500mm×500mm×10mm的钢托盘组成，第五排锚索距离终采线300mm。

其他区域补强支护：

工作面两顺槽超前支护范围内在巷道原有支护基础上，补充组合锚索和单锚索支护；在工作面顶回风巷下对应施工锚索支护的位置进行加强支护，采用2根φ=17.8mm，L=8.3m的7芯钢绞线锚索吊挂L=5300mm的矿用11#工字钢，眼距4.5m，共计6排；在两顺槽终采线处进行锁口，采用φ=17.8mm，L=6.3m的7芯钢绞线锚索吊挂L=4000mm的矿用11#工字钢，眼距1m，每组2根，共计施工5组锁口。