王从跃
淮北矿业(集团)有限责任公司许疃煤矿
摘要：针对淮北许疃煤矿典型的采空区下三软煤层72311工作面开采出现的矿压显现明显，工作面和巷道围岩破损严重工业难题，制定了工作面、采空区和巷道开展支护工艺研究，同时制定顶板支护管理参数，经过工业试验，针对72311工作面制定的支护工艺，有效解决了采空区下三软煤层开采带来的工业难题，有效提升了经济和社会效益。
关键词：“三软”；采空区；复杂煤层；开采；支护工艺
一、项目概况
淮北许疃煤矿72311工作面风巷自预计收作线向里378m；机巷全段为71与72煤层合并区，合并区72煤层厚2.30～7.02m，平均5.30m（其中含0～2层夹矸，平均厚0.59m）；自预计收作线向里378m至798m范围内，为71与72煤层分叉区，分叉区71煤层厚0.90～2.80m，平均1.70m。分叉区71煤与72煤层间距0.70～5.50m，平均3.70m。
72311工作面位于83下采区下山南翼的第一阶段，工作面北至83下采区下山保安煤柱，南至NJF35逆断层，西邻83下采区边界，东邻71313工作面
71煤，黑色，以碎块状为主，条带状结构，弱玻璃光泽，属半亮型煤；72煤，黑色，粉末～碎块状，具玻璃光泽，内生裂隙发育，由亮煤及暗煤组成。
72311工作面基本顶为粗粉砂岩，厚度为3.55～7.90m；直接顶为泥岩，厚度在0～6.30m；直接底为泥岩，厚度在0.51～4.60m，基本底为细砂岩，厚度在2.80～16.68m。
采空区下三软煤层开采，采动影响大，矿压显现明显，工作面和巷道围岩破损严重的情况发生，将极大程度上影响72311工作面的安全回采，为了保证工作忙的安全开采，提升经济和社会效益，针对工作面、采空区和巷道开展支护工艺研究，同时开展顶板支护管理。
二、支护工艺研究和设计
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72311工作面支护平剖面示意图
1．工作面支护与采空区处理
（1）支架操作方式
通过集中控制操作台、支架控制器及支架操作按钮操作支架。
（2）移架方式
工作面采用综采自动化控制系统时，回采期间自动跟机移架，滞后煤机前滚筒2架进行移架。人工移架时，可以本架移架、邻架移架和成组支架移架，滞后煤机后滚筒6～9m追机顺序移架。
（3）推溜方式
工作面采用综采自动化控制系统时，回采期间自动跟机推溜，推溜执行步距推溜，步距为800mm。人工推溜时，可以本架推溜、邻架推溜和成组支架推溜，滞后煤机后滚筒12m～15m进行推溜，弯曲段不小于15m。移机头、机尾时必须停止刮板输送机，移机头必须停止转载机。
（4）采空区处理
采用全部垮落法处理采空区。采空区局部悬顶和冒落不充分（面积小于2m×5m）的应采取措施，超过的应进行强制放顶。特殊情况下不能强制放顶时，应有加强支护的可靠措施和矿压观测监测手段。
2.端头支护方法
（1）端头支护
机头采用ZZ11000/25.5/56型液压支架作为端头支架支护端头顶板。
机尾采用ZZ11000/25.5/56型液压支架配合ZQ2400/19/40型垛式支架支护端头顶板。
当工作面支架与两巷支护间的控顶距离超过500mm时，必须采用DW35-300/110X（G）或DW40-300/110X（G）型单体液压支柱配合两面平（Φ200×4000mm）或铰接顶梁进行走向棚管理，单体初撑力不低于11.5MPa，软底工作面支柱必须穿鞋，“三软”煤层、破碎顶板工作面初撑力不小于50KN，中等稳定顶板工作面初撑力不小于90KN。当支撑高度超过2.5m时拴两道防倒绳，防倒绳生根牢固。
工作面上、下端头与两巷顶板层位高差不得超过300mm。
（2）两巷切顶单体液压支柱的回撤
1）回柱采用拔柱器，用加长卸载手把远距离人工卸载。
2）回柱顺序严格按照从下往上的顺序进行。
3）回柱前必须对不合格支柱进行加固整改，确保支架正规有劲，失效、损坏柱梁必须更换，单体液压支柱初撑力不小于90kN（11.5MPa）。
4）回柱放顶至少两人一茬，打紧水平销。一人回柱，一人观察顶板及周围支架情况，发现问题及时发出信号并处理。
5）回柱时，拔柱器吊挂点要牢固可靠，人员必须避开拔柱器牵引方向。
6）切顶支柱收作不准滞后，应与工作面放顶线一致。
7）回柱采用拔柱器或千斤顶，用卸载手把人工远距离卸载。采用拔柱器或千斤顶回出单体支柱，回拉工具要生根在顶板完好处。
3.特殊支护
（1）顺山托棚：当煤壁片帮等原因造成大面积悬顶时，采用顺山托棚作临时支护，顺山托棚使用半圆木作梁，使用DW31.5-300/110X（G）、DW35-300/110X（G）或DW40-300/110X（G）单体支柱作腿，一梁二柱。梁面要与顶板接实，支柱正规有劲。
（2）超前管理：当工作面片帮、漏顶严重时，必须超前管理。使用DW31.5-300/110X（G）、DW35-300/110X（G）或DW40-300/110X（G）单体支柱配合半圆木或工字钢支设一梁一柱走向棚管理，梁的一端放在支架顶梁上（200mm），梁另一端头（200mm）支单体支柱，一架两棚。用板皮过顶、竹背板腰帮，严禁空顶作业。
（3）走向挑棚：当矿压显现顶底板移近量增大、巷道刷扩及巷道退锚时必须补强支护。采用DW40-300/110X（G）或DW35-300/110X（G）单体支柱配合HDJB-1200型铰接顶梁架设一梁一柱中定位走向直线棚进行支护。
4.两巷超前管理方法
（1）两巷超前管理
机巷使用一组4架超前支架（型号：ZQL2×5000/23/48）进行顶板管理。
风巷使用一排30架垛式支架（型号：ZQ2400/19/40）进行顶板管理。
管理前将顶部锚索锁具卸掉，拆除锚索梁。拆除锚索之前，必须先进行补强支护，补强支护不得拆除；准备班超前一个圆班的进尺量将顶部锚索锁具、锚索托盘卸掉，生产班负责将锚杆螺丝、锚杆托盘在进入采空区前卸掉；拆除锚索锁具、锚杆螺丝及托盘之前，必须先采用单体液压支柱配合HDJB-1200型铰接顶梁架设一梁一柱中定位走向直线棚进行支护进行补强支护，补强支护不得拆除，同时补强支护位置以不影响正常退锚为原则。
（2）超前管理范围内，巷道高度不低于1.8m，人行道宽度不小于0.8m。局部顶板破碎时可用竹笆、背板过顶，过实、过正、过匀。
（3）如果两巷顶板压力显现明显时可适当增加走向挑棚加强支护，软底要及时下木底梁，保证两巷通风、行人及运料安全。
（4）两巷部分巷道压力显现剧烈，影响通风断面和行人，需要采取以下措施：
1）加快推进速度。
2）采用单体挑棚或垛式支架，延长两巷超前支护距离。
3）及时支设帮部点柱，必要时对两巷进行撕帮。煤帮及时采取卸压措施防止单体受侧压折断伤人。
5.顶板管理参数
（1）工作面支架编号应保持清晰，号码规格尺寸200×150mm。
（2）支架应排成一条直线，偏差不得超过50mm，支架中心距1750mm，偏差不得超过100mm，支架初撑力不低于24MPa。
（3）支架拉移后，架身应与煤壁保持垂直，顶梁与顶板平行支设，最大仰俯角不大于7°。支架垂直顶底板不歪斜，歪斜角不大于5°。
（4）相邻支架顶梁平整，不能有明显错茬（不超过顶梁侧护板高的2/3），支架不挤不咬，侧护板正常使用，架间间隙≤100mm。
（5）支架拉移后，应及时将护帮板伸出护住煤壁防止煤壁片帮，确保煤壁端面冒高≤300mm。
（6）支架出现调斜、咬架等现象时，应及时调整，确保支架正规。支架液压系统出现漏液时，对损坏的千斤顶及其它配件应及时更换。
三、结论
（1）72311工作面作为典型的采空区下三软煤层，后期受采动影响大，矿压显现明显，工作面和巷道围岩破损严重的情况发生，将极大程度上影响72311工作面的安全回采；
（2）针对72311工作面开采出现的问题，对工作面、采空区和巷道开展支护工艺研究，同时制定顶板支护管理参数。
（3）经过工业试验，针对72311工作面制定的支护工艺，有效解决了采空区下三软煤层开采带来的工业难题，有效提升了经济和社会效益。
作者简介：王从跃（1988～01），男，安徽淮北市人，工程师，现任许疃煤矿综采一区机电副区长