針對(duì)大坡度仰采綜放工作面管理的難點(diǎn)，在工作面支護(hù)上要堅(jiān)持“支、護(hù)、穩(wěn)”兼顧，以“穩(wěn)”為主的基本原則：
（1）“支”：由于大傾角工作面頂板法向壓力減小，因而支架載荷會(huì)相對(duì)降低。但為了控制頂板頂煤下滑，也使支架具有一定的抗推力，支架保持一定的初撐力是十分必要的。實(shí)際中采用了堅(jiān)強(qiáng)泵站維護(hù)檢修檢查措施，切實(shí)提高了支架初撐力。
（2）“護(hù)”：“護(hù)”的目的一是要最大限度地控制“漏、抽、片”事故的發(fā)生，二是為支創(chuàng)造良好條件，“護(hù)”是“支”的前提，護(hù)不住就支不好。實(shí)際中采取了堅(jiān)持及時(shí)打開(kāi)護(hù)幫板護(hù)住煤幫、及時(shí)補(bǔ)打必要貼幫柱、及時(shí)用錨桿錨固煤壁和端面前方煤體等措施，使工作面煤壁-頂煤-頂板形成“整體”，處于良好狀態(tài)。實(shí)踐證明，及時(shí)用錨桿加固煤壁和端面前頂煤是保證大傾角厚煤層仰斜綜放安全開(kāi)采的至關(guān)重要的措施。
（3）“穩(wěn)”：支架無(wú)勁不穩(wěn)，“穩(wěn)”是控制大坡度仰采綜放工作面頂板事故的根本性措施，為保證支架穩(wěn)定性，必須使支護(hù)系統(tǒng)保持必要的剛度。管理大坡度仰采綜放工作面頂板，“支”是手段、“護(hù)”是前提、“穩(wěn)”是目的。
4708綜放工作面大坡度仰采階段頂板控制采取的主要措施為：（1）及時(shí)打必要的貼幫柱，及時(shí)開(kāi)采護(hù)幫板支護(hù)煤壁，及時(shí)打好各種錨桿加固煤壁和端面前方頂煤，有效預(yù)防和及時(shí)治理煤壁片幫，防止工作面端面冒頂。（2）加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量監(jiān)控，加強(qiáng)支架維護(hù)，提高支架初撐力，調(diào)整好支架工作面狀態(tài)，提高支架工作狀態(tài)。（3）加強(qiáng)工藝過(guò)程管理，嚴(yán)格控制放煤工藝過(guò)程、合理控制局部放煤量，提高采煤機(jī)操控水平，合理控制工作面一次提底下底幅度，盡可能提高工作面底板、頂板、煤壁的平直程度。
4 煤壁片幫和端面冒頂防治技術(shù)措施
工作面仰斜開(kāi)采時(shí)煤壁以片幫、頂煤頂板已發(fā)生架前冒頂，仰采坡度越大，片幫冒頂?shù)目赡苄跃驮酱蟆Ｓ捎?708工作面仰采坡度局部達(dá)到30°以上，加之孤島工作面開(kāi)采礦壓增大，因此必然造成煤壁片幫和架前冒頂非常容易發(fā)生發(fā)展，嚴(yán)重影響工作面安全正常生產(chǎn)。
根據(jù)大坡度仰采綜放工作面煤壁片幫冒頂機(jī)理分析，實(shí)際主要從兩大方面著手來(lái)治理大坡度仰采綜放工作面煤壁片幫和端面冒頂：
（1）充分發(fā)揮支架的支護(hù)能力，以提高支架預(yù)防片幫冒頂?shù)男阅堋１M量減少工作面控頂距，特別是工作面端面空頂距，保證和提高支架初撐力，調(diào)整好支架的工作狀態(tài)，及時(shí)移架，盡量縮短移架作業(yè)過(guò)程，堅(jiān)持及時(shí)打好護(hù)幫板，必要時(shí)及時(shí)打好貼幫柱。
（2）錨固和加固煤壁及下位頂煤，提高煤體的強(qiáng)度。采用竹錨桿、鋼筋錨桿等錨固煤壁和下位頂煤。向煤壁和下位頂煤中打竹錨桿，采用全長(zhǎng)錨固效果更好。
在工作面不斷開(kāi)幫推進(jìn)過(guò)程中，全長(zhǎng)錨固錨桿會(huì)一直起到錨固作用，竹錨桿桿體隨開(kāi)幫伸出煤壁的部分可以被折斷而減少對(duì)工作的影響，如圖1和圖2所示。采用全長(zhǎng)錨固竹錨桿加固方法，操作工藝技術(shù)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低，實(shí)際使用防止片幫效果最好。
圖1 煤壁錨桿安裝示意圖（安帶托板）
圖2 煤壁錨桿安裝示意圖（不安托板）
采用端錨時(shí)，錨桿只在安裝好之后起到錨固作用，只要錨桿處煤壁一開(kāi)幫，錨桿就會(huì)失效，錨桿能起到錨固作用的時(shí)間不長(zhǎng)，且端錨的錨固作用要小于全錨。
安裝全長(zhǎng)錨固竹錨桿時(shí)，在端部的第一卷錨固劑可以采用常規(guī)凝速藥卷，中間其他藥卷都應(yīng)采用緩凝藥卷，緩凝藥卷的凝固時(shí)間應(yīng)控制在25min左右；錨桿外露長(zhǎng)度應(yīng)小于10cm，錨桿插入錨孔之后，應(yīng)在從孔口處塞入一卷常規(guī)凝速的藥卷，并將其全部塞入孔內(nèi)，然后再安裝托板和打緊楔子。
也可以不安裝托板，而將桿體全部壓入孔內(nèi)，孔口打入一個(gè)木塞，并將錨固劑擠入孔內(nèi)。
采用的錨桿長(zhǎng)度1.5~1.8m，桿體直徑35mm，配套的錨孔直徑應(yīng)為45~50mm。桿體直徑和錨孔直徑配合好時(shí)，錨桿安裝比較容易，且有利于提高錨桿的錨固作用力。如果孔徑偏小，則錨桿安裝比較困難，錨固劑不易與孔壁粘結(jié)牢固，不能充分發(fā)揮錨桿作用。
4708工作面開(kāi)程中，局部階段還使用了普通的直徑18mm的鋼筋錨桿來(lái)加固煤壁。初期使用了鋼筋錨桿，到后期使用較少了。鋼筋錨桿都采用了端部錨固方式。用直徑30mm鋼管特制了長(zhǎng)度不等的各種套管，隨著工作面煤幫推進(jìn)，在露出的桿體上適當(dāng)長(zhǎng)度的鋼套管，然后再上緊錨桿螺母，以便錨桿能繼續(xù)對(duì)煤壁有一定錨固作用。需要說(shuō)明，使用鋼筋錨桿錨固工作面煤壁制約較大，只有在工作面片幫冒頂非常嚴(yán)重，造成工作面無(wú)法推進(jìn)、或推進(jìn)極慢情況才可以使用，否則伸出煤壁的鋼筋桿體對(duì)人員、設(shè)備正常運(yùn)動(dòng)影響很大。
圖3 煤壁錨桿安裝位置示意圖
圖4 工作面支護(hù)狀況示意圖
也可以采用化學(xué)加固煤壁。向煤壁和頂煤中注化固結(jié)劑固化煤體方法：化學(xué)加固劑可選用馬力散等專(zhuān)用材料。馬力散作為一種高分子化學(xué)材料，是由兩種成分組成的聚亞膠材料，兩種成分的混合物質(zhì)保持體狀態(tài)幾秒鐘，滲透到細(xì)小的裂中膨脹膠結(jié)，與松散煤巖體發(fā)生高度粘合，起到加固煤巖體的用。具有如下特點(diǎn)：一是液體粘度低,能很好地滲入細(xì)小的裂縫中，二是有極好的粘合能力,可與松散煤巖體很好粘合，三是膨脹率高,滲透力強(qiáng)，可滲透到煤巖體深部;四是有良好的柔韌性，不易破碎，能承受機(jī)械切割和采動(dòng)影響。化學(xué)加固劑還有其它類(lèi)型，但均屬于高分子化學(xué)材料。也有礦井使用具有較強(qiáng)凝結(jié)和膨脹性能的一種防滅火材料來(lái)加固過(guò)煤壁以預(yù)防片幫冒頂?；瘜W(xué)加固煤壁，需要購(gòu)置專(zhuān)用材料和設(shè)備，工藝復(fù)雜，技術(shù)要求要，成本高，且對(duì)煤質(zhì)有影響，在4708工作面沒(méi)有使用。
5 工作面防滅火技術(shù)措施
4708工作面煤層屬于易自燃煤層，工作面推進(jìn)速度是影響綜放工作面采空區(qū)發(fā)火危險(xiǎn)性的最主要因素，一般認(rèn)為工作面推進(jìn)速度于30~50m/月時(shí)工作面采空區(qū)自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性會(huì)大大降低。由于大坡度仰采和階段4708綜放面推進(jìn)速度慢，這使采空發(fā)生自燃發(fā)火的危險(xiǎn)性大大增加。
根據(jù)礦井實(shí)際條件，防滅火措施以黃泥灌漿、采空區(qū)灑漿、注氮?dú)鉃橹鳎o以工作面設(shè)隔離減少漏風(fēng)、均壓通風(fēng)等相結(jié)合的綜合防滅措施。對(duì)于4708綜放面的防滅火問(wèn)題，采取的基本策略：加強(qiáng)工作面自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；切實(shí)落實(shí)以黃泥灌漿和注氮?dú)鉃橹鞯木C合防滅火技術(shù)措施；在大坡度仰采階段，由于工作面推進(jìn)速度慢，按照已經(jīng)出現(xiàn)明顯發(fā)火征兆來(lái)對(duì)待和實(shí)施相應(yīng)的防滅火措施。實(shí)際取得了良好效果，為工作面順利推采過(guò)大傾角段創(chuàng)造了必要安全生產(chǎn)條件。
6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果分析
（1）直接經(jīng)濟(jì)效益：4708工作面可采走向長(zhǎng)380m，傾斜長(zhǎng)平均140m,設(shè)計(jì)可采煤量40.3萬(wàn)t，其中大坡度仰采區(qū)段推進(jìn)長(zhǎng)度約130m，可采煤量約15萬(wàn)t。通過(guò)研究攻關(guān)，4708工作面成功地多開(kāi)采出了約15萬(wàn)t優(yōu)質(zhì)煤炭資源，4706工作面等多采出優(yōu)質(zhì)煤炭約20萬(wàn)t。紅會(huì)四礦生產(chǎn)的煤炭為優(yōu)質(zhì)晶虹煤產(chǎn)品，按噸煤售價(jià) 450元/t估算，多采出35萬(wàn)t煤增加的直接經(jīng)濟(jì)效益約為：35*450=15750 萬(wàn)元
另外，該礦井還有約60萬(wàn)t可采煤量只能采用大坡度傾斜長(zhǎng)壁綜放開(kāi)采，采出這部分優(yōu)質(zhì)煤炭?jī)?chǔ)量預(yù)期將可獲得約27000萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。這樣本項(xiàng)目研究的直接經(jīng)濟(jì)效益約為42750萬(wàn)元。
（2）礦井資源回收率提高：目前剩余資源量已經(jīng)不多，煤層賦存條件都比較復(fù)雜，煤層傾角起伏變化較大。大坡度傾斜長(zhǎng)壁綜放開(kāi)采技術(shù)可多回收煤炭95萬(wàn)t，可以使其礦井資源回收率提高約2.3個(gè)百分點(diǎn)。
（3）安全效益：大坡度仰采綜放面片幫冒頂防治技術(shù)和以黃泥灌漿及注氮?dú)夥罍缁馂橹鞯木C合防滅火技術(shù)，保證了工作面的安全生產(chǎn)，為類(lèi)似條件工作面的安全生產(chǎn)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，取得了顯著的安全效果。
（4）社會(huì)效益：探索出大坡度仰采綜放工作面頂板控制的成功經(jīng)驗(yàn)，形成了適用于大坡度仰采綜放工作面開(kāi)采的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和措施，總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐取得了顯著的效果，對(duì)類(lèi)似條件工作面的開(kāi)采提供了一個(gè)很好的可供借鑒的例子，也推進(jìn)了我國(guó)大傾角煤層傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，大大拓展了傾斜長(zhǎng)壁采煤方法的應(yīng)用范圍，對(duì)推進(jìn)復(fù)雜難采煤層安全高效開(kāi)采技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
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