2286工作面回采頂板情況與礦壓分析

曹守新

摘 要：開灤（集團）東歡坨礦2286工作面位于-500水平北二采區(qū)8煤層，南至北二采區(qū)運輸上山，北至2號勘探線以南150 m，為北二采區(qū)首采工作面，四周無采掘工程。該文首先介紹了2286工作面回采頂板情況，然后介紹了礦壓分析情況，最后談?wù)?286工作面收尾技術(shù)要點及新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：2286工作面 回采 頂板 礦壓分析

中圖分類號：TD323；TD355 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-01

2286工作面采用走向長壁后退式綜合機械化采煤法，頂板管理采用自然垮落法，沿底回采，一次采全高。工作面采用MG650/1515-WD型電牽引采煤機，ZY9200-22/46、ZY9200-20/42、ZYG9200-22/46型液壓支架及SGZ960/1050型中雙鏈刮板輸送機完成煤的“破、裝、運、支、處”。

1 工作面概況

2286工作面設(shè)計可采長度：風(fēng)道900 m，運道910 m。2011年5月15日6點班開始單班試生產(chǎn)，試生產(chǎn)期間完善運道皮帶防跑偏裝置，并對假機頭的處進行了改造，完善風(fēng)道輔助運輸系統(tǒng)等工程。2011年6月1日開始單班正常生產(chǎn)，2011年8月19日雙班進入，2012年11月完成收尾工作。2286工作面在回采期間共過四個地質(zhì)異常區(qū)、三個水文異常區(qū)、五個泄水川、兩個泄水聯(lián)絡(luò)巷、一個采面泄水眼、五個泄水鉆窩。回采中由于工作面面長的變化，采面風(fēng)道機尾先后在T875 m、T850 m、T800 m、T625 m加了四組ZY9200-20/42型液壓支架。

2 頂板情況及處理措施

2286工作面初期為俯斜開采，運道角度下山較大，老塘由機頭向機尾方向落板，至7月3日六點班老塘全部落板，風(fēng)道進尺24.5 m，運道進尺24 m。根據(jù)工作面礦壓監(jiān)測實際，工作面周期來壓步距為：15-25 m。

工作面回采至風(fēng)道T863 m處，工作面機尾首先揭露DF35-1正斷層，斷層落差7.0 m，傾角70 °。2011年8月13日工作面風(fēng)道回采至T850 m時，70組以上支架出現(xiàn)傾倒趨勢，支架上頂及前梁處不斷有煤矸冒落，至8月16日70組以上支架傾倒嚴重，支架倒架、擠架、頂梁錯差的現(xiàn)象更為嚴重，工作面?zhèn)€別支架傾角最大達到42 °。同時支架由正常時面接觸頂板變成線接觸甚至是點接觸頂板，造成架間、梁端出現(xiàn)較大的錯差，并大量流煤矸，使支架上頂頂空，支架受自身的重量影響，傾倒現(xiàn)象更為嚴重，給安全生產(chǎn)帶來嚴重威脅。直至2012年2月10日，綜采隊經(jīng)過長達半年的不懈努力，采取各種行之有效的辦法，將工作面傾倒支架全部扶正。工作面通過采用鋪網(wǎng)技術(shù)回采，有效地控制了頂板冒落、煤壁片幫，保證了工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)，大大提高了采面的回采率和原煤產(chǎn)量。

2286工作面隨著回采向前推進，在風(fēng)、運道頂板壓力較大和過泄水川及鉆窩時，采取在風(fēng)、運道丟棚子保證安全回采。2286風(fēng)道在回采初期采用滯后回棚子支護工藝，于2012年2月1日開始采取架前替板工藝。由于采用架前替板工藝，風(fēng)道上幫壓力較大，綜采隊于2012年3月14日（風(fēng)道T734 m，運道T743 m，）開始采取在風(fēng)道上幫棚檔間均勻布置3根錨桿加強支護，有效地控制了風(fēng)道上幫來壓，保證了回采安全。2286運道在回采時采用滯后回棚子支護工藝，由于工作面面長變短，工作面于2012年9月16日（風(fēng)道T157 m，運道T163 m）夜班將機頭處一節(jié)溜槽拆除，并將頭組支架下放至運道，實現(xiàn)了運道的全斷面支護工藝。

3 礦壓分析情況

東歡坨礦2286工作面2012年4月-11月來壓周期（步距）是7～11 d左右。記錄日觀測數(shù)據(jù)，根據(jù)2012年4月-11月觀測，周期來壓為7～11 d，由于回采期間，監(jiān)測線有間斷時候，對回采局部監(jiān)測有些偏差。在回采過程中（回采時），支架末阻力最大達到60 MPa/架。在實際觀測中，局部個別支架出現(xiàn)了漏液卸壓現(xiàn)象，導(dǎo)致初撐力末能達到預(yù)定值，使支架的特性不能充分發(fā)揮出來，從而影響到整體架組對采場的支撐效果。由此可知，在確保泵站壓力（30 MPa）、及時避免漏液卸壓現(xiàn)象發(fā)生的前題下，該支架初撐力的設(shè)計比較合理，能夠適應(yīng)采場活動的需要。 按支架最大工作阻力來說，到額定工作阻力（9600 kN/架）已沒有富余量，說明支架承載強度比較大，采場來壓不穩(wěn)，應(yīng)力集中現(xiàn)象較嚴重，回采后期應(yīng)對采場中、下部加強防護工作。由圖中可以看出，支架的工作阻力最小為3 MPa/架，最大為60 MPa/架（安全閥未卸載造成的）。其載荷頻率分布規(guī)律是：在觀測期間。支柱在整個承載過程中因處支架上位置的不同，其承載載荷也是不一樣的，其特點表現(xiàn)為：在現(xiàn)場實際觀測過程中，部分支柱在來壓時出現(xiàn)壓力超限現(xiàn)象，造成安全閥

開啟。

采場局部有煤壁片冒的主要原因是：（1）頂煤厚度不均、煤體強度低、加之工作面傾角也比較大，當(dāng)基本頂來壓時，由于支架上頂煤已空頂或采面初撐力小等原因，從而導(dǎo)致基本頂壓力直接作用于采面上，在回采的采動影響下產(chǎn)生片冒現(xiàn)象。（2）工作面推采速度比較慢，老頂來壓，支架傾斜頂板上頂接觸受力面積不均，造成煤壁受力較大，造成片幫次要原因。（3）現(xiàn)場處于地質(zhì)異常區(qū)頂板破碎，初撐力達不到技術(shù)要求，造成片幫的次要原因。采面支架產(chǎn)生周期壓力不規(guī)律性的主要原因為：由于采場煤層不平整，變化多，從而造成支架上方在基本頂壓力作用下產(chǎn)生的破碎煤體不一樣，有局部托煤頂或破板現(xiàn)象，這樣便使支架對上頂承載量整體受力不均，使其承載載荷也相應(yīng)變化。2286工作面局部傾角變化較大，矸石容易順采煤機或溜槽下滑，加強對采面的頂板管理。

4 2286工作面收尾技術(shù)要點及新技術(shù)

2012年10月30日，2286工作面開始進入收尾階段。當(dāng)天十點班開始聯(lián)纖維網(wǎng)，10月31日六點班開始聯(lián)第一條繩，11月3日開始打第一排錨桿，11月10支架全部定位，11日π鋼上完，上風(fēng)開始做絞車窩，15日上風(fēng)開始做抹角及煤壁側(cè)打幫柱，16日開始打錨索，17日開始打幫錨桿。收尾過程中保證工作面割平、割直，頂梁調(diào)平，采高控制在3.2～3.5 m，沿板回采，煤層厚度不足時，適當(dāng)破底。上、下出口加強支護，上出口高度不低于3.5 m。保證工作面支架初撐力要求，確保液壓系統(tǒng)完好。

通過泄水巷里段及切眼的錨網(wǎng)施工，巷道成型較好。尤其是機掘配合錨桿施工，效果更好。經(jīng)過幾個月的離層儀觀測，頂板離層及兩幫移近量變化不大，巷道斷面沒有多大變形。因此在8S煤掘進時可以推廣錨桿施工工藝，不但可以降低成本，而且有利于回采。在新開掘涌水量較大巷道中，推廣使用水槽和挖沉淀蓄水池排水方法。在該區(qū)域施工過程中，頂板裂隙水、底板涌水等都較大，給正常施工及巷道排水帶來了很大的困難，后經(jīng)挖沉淀池蓄水和使用水槽排水取得了很好的效果，減少了水沖巷道及底板底鼓的頻發(fā)事故。施工速度增快了好多。在收尾過程中我們積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新材料，對2286回采工作面收尾提出革新，全面應(yīng)用“格瑞特聚酯纖維柔性假頂網(wǎng)”進行支護，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬菱形網(wǎng)。用錨桿，纖維網(wǎng)，上繩，打錨索聯(lián)合支護的方式控制頂板。