郭李剛

（山西高河能源有限公司，山西 長治 047100）

1 概況

高河煤礦主要開采煤層為3 號煤層，E1302 作業(yè)面屬于3 號煤層開采過程中的首采作業(yè)面，長度230m，可開采長度1740m，3 號煤層平均厚度6.4m。E1302 采用綜放開采工藝，開采高度3.5m，放煤高度2.9m。工作面巷道布置如圖1 所示。

圖1 E1302 作業(yè)面巷道布設示意圖

3 號煤層偽頂為泥巖，厚度1.82~2.13m 之間，其中含有部分植物根部化石物質，巖體對應的普氏硬度值f=1.22。直接頂為泥質砂巖，厚度在6.87~7.85m 之間?；卷敒榧毩Ｉ皫r，厚度在12.42~13.65m 之間。直接底為泥巖，厚度在2.96~3.05m 之間?；镜诪樯百|泥巖，厚度在8.37~8.94m 之間。

2 柔?；炷裂乜樟粝镏ёo

2.1 后續(xù)澆注區(qū)域支護設計

參考以往開采過程中相似煤層的實踐經(jīng)驗，設定柔?；炷裂乜樟粝锖罄m(xù)需要澆注區(qū)域最大控頂距范圍應當小于6m。設定當日檢修班組完成一次柔?；炷翝仓鳂I(yè)，若采煤面進度相對小的情況下，允許間隔1d 進行柔模混凝土澆筑，但應當保證控頂距小于6m。所使用的柔模混凝土模板大小為3m×1.2m×4.0m。澆筑過程中應用的混凝土標號值為C30。

在進行柔?；炷两Y構澆注之后，其側旁位置處對應支護墻體會出現(xiàn)一定橫向變形，只有有效控制其變形，才能夠使得支護墻體擁有相應的承載性能。在支護墻體之中設置相應的預置錨桿結構，在兩端位置設置梯子梁、托盤以及螺母等，錨桿間排距具體大小為800×900mm，Ф22×1300mm，梯子梁Φ14-3-800-1600mm。在柔性模具預先留置孔洞之中設置錨桿，再套上梯子梁裝置，最后把螺母上緊，確保所預置的錨桿外部漏出部分控制在10~40mm 范圍之內。

2.2 臨時加強支護設計

對超前工作面50m 范圍區(qū)域以及滯后作業(yè)面位置150m 范圍區(qū)域，通過采取單體液壓支柱配合π型梁進行支護，棚間距0.8m，如圖2 所示。

圖2 沿空留巷整體支護結構圖

3 柔?；炷裂乜樟粝锸┕?/h2>

3.1 柔?；炷裂乜樟粝锸┕すば?/h3>

柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに囎顬楹诵牡膬热菔腔炷恋闹苽湟约皾仓鳂I(yè)。通過二次拌制的方法完成混凝土材料制備以及澆筑。在井上完成拌制之后的物料經(jīng)由礦車輸送到換裝站，然后再通過輔運設備輸送到安裝于工作面回風順槽巷道之中的泵站，在泵站攪拌槽之中與適當比例的水混合攪拌之后，由泵送裝置泵送至澆注位置，如圖3 所示。

圖3 柔模混凝土沿空留巷施工工藝流程示意圖

3.2 柔?；炷裂乜樟粝锸┕ぴO備

KTRHZSJ-30 型柔模混凝土泵送設備包括井上配料裝置、井上混合裝置、井下混凝土拌制裝置以及泵送裝置等。裝置現(xiàn)場示意圖如圖4 所示。

圖4 井下柔模混凝土上料及拌制裝置現(xiàn)場示意圖

井下柔?；炷林苽溲b置以及泵送裝置和工作面煤壁的距離為200m 左右，在工作面回風順槽的外幫位置處，泵送管道直徑5 寸，材質為鋼質材料，每節(jié)泵送管道長度3m，保證管道按照直線方向連接，設備布設如圖5 所示。

圖5 設備布設示意圖

4 應用效果

4.1 巷道位移監(jiān)測結果分析

在超前井下作業(yè)面50m 位置設置相應的監(jiān)測位置，對巷道頂?shù)装逦灰魄闆r以及兩幫位移情況進行監(jiān)測，測量所得具體數(shù)據(jù)如圖6 所示。

圖6 巷道位移實際監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

從圖6 看出，在超前工作面30m 區(qū)域，圍巖變形逐步開始發(fā)展；而在滯后作業(yè)面60m 區(qū)域圍巖結構的活動相對強烈，但最大位移量均能夠滿足標準要求；在滯后作業(yè)面60m 之后的區(qū)域，圍巖活動基本上趨于平穩(wěn)。說明所采用的柔?；炷裂乜樟粝镏ёo工藝取得了良好的支護效果。

4.2 經(jīng)濟效益

柔?；炷裂乜樟粝锸┕すに囋? 號煤層E1302 作業(yè)面進行工業(yè)試驗，該作業(yè)面剩余開采長度540m，充填開采可以增加9.7 萬t 的煤炭回收，經(jīng)濟效益2522 萬元左右。

5 結語

高河煤礦3 號煤層E1302 工作面通過采用柔模混凝土沿空留巷施工工藝，將之前的“跳采”開采方式轉變?yōu)檫B續(xù)作業(yè)，進一步提升煤炭開采作業(yè)的集中化程度。在實際開采中能夠實現(xiàn)無煤柱開采，有效消除了煤柱帶來的應力集中，為煤炭開采作業(yè)安全、高效進行提供了可靠保障。