綜采工作面冒頂支護(hù)技術(shù)研究

張華清

摘 要：介紹了四川省川南煤業(yè)公司魯班山北礦地質(zhì)條件復(fù)雜，采區(qū)用了MG500/1130-QWD型雙滾筒采煤機(jī)組和ZY4000/18/41型掩護(hù)式液壓支架，工作面推至斷層時(shí)工作面發(fā)生了冒頂，本文以魯班山北礦1847工作面回采為例，介紹了綜采工作面回采時(shí)冒頂處理支護(hù)技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；冒頂；液壓支架投頂。

1前言

魯班山北礦位于四川省筠連礦區(qū)魯班山勘探井田內(nèi)巡司背斜以北，行政區(qū)劃屬四川省宜賓市筠連縣。井田走向長(zhǎng)5.9km，傾斜寬3.0km，面積約16.5km2。為便于開發(fā)，以+250m標(biāo)高將井田分為上井田和下井田。含煤地層為二疊系上統(tǒng)宣威組，可采和局部可采煤層四層，煤層賦存平緩，傾角5°～25°。全井田有能利用地質(zhì)儲(chǔ)量92817kt（其中上井田50330kt），工業(yè)儲(chǔ)量90208kt（其中上井田50330kt），可采儲(chǔ)量70982kt（其中上井田40580kt）。魯班山北礦井田位于魯班山勘探井田內(nèi)巡司背斜軸以北，工業(yè)場(chǎng)地設(shè)在井田西部的平橋，距巡司鎮(zhèn)約3.0km。巡司鎮(zhèn)有公路通往筠連、高縣、平寨、宜賓、巡場(chǎng)以及云南的鹽津、牛街、昭通等地，其中巡司至筠連、高縣、平寨、宜賓的公路從礦井工業(yè)場(chǎng)地附近通過。由宜珙支線金沙灣站接軌至巡司鎮(zhèn)的金筠鐵路從礦井工業(yè)場(chǎng)地經(jīng)過，礦井接軌甚為方便；由金筠鐵路經(jīng)宜賓至內(nèi)昆線和成渝線可通往成都、重慶等城市，交通較為方便。

2工作面概況

2.1 魯班山北礦8號(hào)煤層無煤塵爆炸危險(xiǎn)性，煤層自然發(fā)火傾向性分類為Ⅲ類，屬不易自燃。煤層為三個(gè)分層，本工作面煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜（0.70（0.31）2.10，一般有0.05～0.65m的泥巖夾矸）。8號(hào)煤層系黑灰色～灰黑色條帶狀暗淡型～半亮型無煙煤，煤層上部0.3～0.9m為半暗～暗淡型煤，煤質(zhì)較硬；中下部以亮煤為主，煤質(zhì)相對(duì)較軟，中部夾鏡煤及絲炭條帶；底部為暗淡型煤，煤質(zhì)較硬；頂部及中下部含大量條帶狀黃鐵礦晶粒及方解石脈。

2.2 1847工作面東西走向長(zhǎng)630m，傾斜長(zhǎng)120m，平均煤厚為3.50m，煤層容重1.55t/m3，煤層傾角13～24.5°，平均傾角18°，工業(yè)儲(chǔ)量34萬噸，可采儲(chǔ)量32.3萬噸，至發(fā)生冒頂事故時(shí)，工作面已推進(jìn)458.0m。

2.3 1847工作面位于巡司背斜的北翼，為一向北傾斜的單斜構(gòu)造；1847工作面風(fēng)、機(jī)巷等在掘進(jìn)過中揭露的8號(hào)煤層都不正常，煤層受搓動(dòng)松軟紊亂，該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，主要受F8125、F8126、F8130、F3127四條斷層影響，造成工作面煤層重復(fù)、缺失、傾角變陡，頂?shù)装鍘r層破碎；煤（巖）層產(chǎn)狀：345～5°∠13～24.5°，平均355°∠18°（詳見附圖1所示）。

2.4 工作面割煤選用MG500/1130-QWD型雙滾筒采煤機(jī)組，工作面采用SGZ830/400刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，支護(hù)選用ZY4000/18/41型掩護(hù)式液壓支架。

3 工作面冒頂情況

3.1 1847工作面受斷層F8130影響，當(dāng)工作面推至F8130發(fā)生了冒頂，造成工作面第17號(hào)至28號(hào)液壓支架（由下往上）頂上冒頂較為嚴(yán)重。

3.2 1847工作面冒頂長(zhǎng)度約12米，高度約有5～10米，煤層片幫寬度約有4～5米（詳見附圖二所示），工作面液壓支架不能正常支承到煤層上方頂板，造成工作面無法推進(jìn)，怎樣將工作面液壓支架投入正常頂板內(nèi)，這一直是綜采工作面冒頂后處理的最大難題（綜采工作面投頂）。

3.3 綜采工作面冒頂后液壓支架投頂，原采用的措施一般是架設(shè)“一梁二柱”支護(hù)或“超前導(dǎo)管”，但操作困難且不可靠 （若采用“一梁二柱”支護(hù)在割煤時(shí)易使單體支柱傾倒造成工作面二次冒頂；采用“超前導(dǎo)管”在割煤時(shí)易造成煤壁片使“超前導(dǎo)管”失去支護(hù)作用造成工作面二次冒頂）。根據(jù)近年來錨索在巷道支護(hù)中的成功應(yīng)用，決定試驗(yàn)“錨索+工字鋼梁”支護(hù)替代單體支柱“一梁二柱”支護(hù)或“超前導(dǎo)管”。

3.4 采用直徑15.5mm，長(zhǎng)度10米的錨索，錨索末端采用4條樹脂卷穩(wěn)固（錨固力達(dá)20噸），配合11號(hào)工字鋼（長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定）。在煤壁側(cè)采用錨索懸吊11號(hào)工字鋼梁，另一端插到液壓支護(hù)頂梁上，每架液壓支架頂梁上插兩根11號(hào)工字鋼，然后在11號(hào)工字鋼梁上背接木垛，保證在工作面能正常投頂。

3.5 采用11號(hào)工字鋼梁支護(hù)頂板然后每割一刀煤，工作面推進(jìn)一刀再拉架一次（推進(jìn)度0.6米），若工作面頂板冒頂重復(fù)采用上述支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)。

4 安全管理

4.1 綜采工作面冒頂采用錨索梁支護(hù)后，在割煤時(shí)采煤機(jī)滾筒沒有碰到單體支柱的危險(xiǎn)，減少了設(shè)備的損壞，使作業(yè)的安全性大為提高。

4.2 推溜、拉架時(shí)不須要人工進(jìn)行更換單體支柱，減少人工更換單體支柱，有效空間增大，減少了棚式支護(hù)對(duì)安裝作業(yè)的制約，安裝作業(yè)空間增大，作業(yè)的安全性大為提高。

4.3 取消更換單體支柱的時(shí)間，增加了采煤機(jī)的開機(jī)率，使工作面冒頂段投頂更安全、更快。

4.4 錨索支護(hù)下的整個(gè)空間比被動(dòng)支護(hù)下的空間安全，采用錨索支護(hù)，能及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行控制，并充分利用頂板的自承能力，抑制頂板離層，防止冒頂事故的再次發(fā)生。

4. 5 錨索安裝工藝與單體“一梁二柱”相比，具有小巧靈的特點(diǎn)，避免了架設(shè)笨重“一梁二柱”及其作業(yè)的危險(xiǎn)性。

5 技術(shù)管理

5.1 綜采工作面冒頂采用錨索梁支護(hù)，簡(jiǎn)化了支護(hù)工藝，縮短了在綜采工作面冒頂?shù)囟蜗伦鳂I(yè)的時(shí)間，為加快投頂?shù)於嘶A(chǔ)。

5.2 在相同的條件下，錨索支護(hù)與“一梁二柱”相比，減小了工作量和資金的投入，且安全系數(shù)增加。

6支護(hù)效果

從1847工作面冒頂后采用錨索梁支護(hù)，在綜采工作面推進(jìn)頂板支護(hù)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，錨索支護(hù)投頂很成功，比傳統(tǒng)的“一梁二柱”或“超前導(dǎo)管”支護(hù)在頂板控制方面具有很大的優(yōu)越性。

結(jié)語

綜采工作面冒頂采用錨索梁投頂支護(hù)替代原來的“一梁二柱”支護(hù)或超前導(dǎo)管支護(hù)優(yōu)越性明顯。技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，投頂速度快，增加了綜采工作面的推進(jìn)時(shí)間，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，使工作面投頂更安全可靠，成本降低，具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]武建國(guó).大采高綜采工作面與巷道圍巖控制技術(shù)研究[D].太原理工大學(xué).2004.