14煤普采工作面頂板支護實踐

晏鵬程　管明

【摘要】八一煤礦1415采煤工作面改良頂板支護方式，漏頂和“網(wǎng)兜”現(xiàn)象大為減少，頂板管理得到有效改善。

【關(guān)鍵詞】頂板；支護方式；優(yōu)點

八一煤礦采用提高機械化程度等多項措施，積極應對當前煤炭市場低迷，造成煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益下滑的嚴峻形勢，主采區(qū)逐步由3煤復采區(qū)向14、16煤擴展。本文以1415高檔普采工作面為工程實例，探討了14煤普采條件下，頂板支護的實踐。

1、工程概況

1415普采工作面煤層結(jié)構(gòu)復雜，煤厚平均為1.3m中間含一層夾矸，巖性為泥巖，平均厚度為0.5m。煤層直接頂板為泥巖，平均厚4.03m，黑色，泥質(zhì)膠結(jié)，性脆易冒落，含植物葉部化石，該層頂板穩(wěn)定性較差。基本頂（老頂）為砂巖，平均厚8.94m，灰白或灰色，硅質(zhì)膠結(jié)，主要成份以石英為主，該層位較穩(wěn)定。煤層底板為泥巖，厚6.38m，黑色或深灰色，含有一定的砂質(zhì)及植物根部化石，遇水不易膨脹，穩(wěn)定性較差。煤層傾角為9°～18°之間，平均為15°。

該工作面采用DW型單體液壓支柱配合DJB-1200型鉸接頂梁與3.8米金屬長鋼梁掛金屬網(wǎng)支護頂板，循環(huán)進尺1.2m，采用全部垮落法管理采空區(qū)頂板。

2、頂板支護方式選擇

生產(chǎn)實踐表明，工作面冒頂多發(fā)生在其前方未支護的空頂區(qū)內(nèi)，因此，縮小工作面前方空頂面積，是該工作面的重要內(nèi)容之一。

2.1采用錯梁齊柱支護方式

普采工作面支架布置方式，按梁的排列特點分為齊梁式和錯梁式兩種。當頂梁長度等于2倍截深時，一般采用錯梁齊柱式或錯梁錯柱式，當梁長均在1200m，截深600mm時，割煤后未掛梁的空頂寬度為942mm（懸臂與后肩之比為1：3），使空頂能面積大為減少，圖1所示。在1415工作面開采原設計中，采用的是DW型單體支柱配合1.2米鉸接頂梁錯梁齊柱支護方式，但在實際應用中，由于14煤頂板破碎，穩(wěn)定性差，特別是在割第一刀煤進行掛梁支護期間，易造成冒頂或漏頂，并在長梁之間易形成“網(wǎng)兜”，給支護造成一定的困難。

2.2采用鉸接頂梁與金屬長梁配合支護

如圖2所示：圖2-a為初始狀態(tài)；圖2-b為割煤一刀（0.6米）；圖2-c為割煤第二刀（0.6米）；圖2-d恢復初始狀態(tài)。

2.2.1采煤機割第一刀煤，將滯后的3.8米鉸接頂梁前移1.2米并倒掛1.2米鉸接頂梁，配合掛金屬網(wǎng)，1.2米鉸接頂梁使用對柱支護，隨機滯后5～10m推移刮板輸送機，移溜進尺達0.6m后，沿擋煤板打好臨時支柱，端面距不大于200mm。

2.2.2采煤機割第二刀煤，及時前移滯后的3.8米長鋼梁，前移3.8米長鋼梁前將鉸接處的銷子退掉，前移長鋼梁后再用1.2米鉸接頂梁與3.8米鉸接頂梁配合倒掛，端面距不大于200mm。隨機滯后5～10m推移刮板輸送機，移溜進尺達到0.6m后，將臨時支柱改為正規(guī)柱，形成正規(guī)支護。

2.2.3回柱放頂時將滯后的1.2米鉸接頂梁及時回撤，3.8m鉸接頂梁下對柱支護，并將回撤的鉸接頂梁備用，最后回出原切頂柱作為新切頂?shù)拿芗?，依次類推，直至放頂完畢?/p>

2.3鉸接頂梁與長鋼梁聯(lián)合支護優(yōu)點

（1）工序較簡單。割第一刀時，只需前移3.8米長鋼梁，掛鉸接頂梁即可；割第二刀工序時前移3.8米長梁，掛、回鉸接頂梁。

（2）空頂面積大為減少。通過圖1和圖2對比，可以發(fā)現(xiàn)圖1使用鉸接頂梁時，最小空頂面積為342mm，正懸臂鉸接頂梁間距為1300mm；圖2中使用長鋼梁與鉸接頂梁配合使用時，最小空頂面積幾乎為0，長梁間距為900mm。

（3）支、回柱工作量減少。在回撤頂板過程中，分兩次進行回撤，每次600mm，大大減小采空區(qū)頂板應力疊加。

（4）頂板管理條件大大改善。由于鉸接頂梁與長鋼梁成對配合使用，在前移長鋼梁時，能夠大大減小頂板的下沉量。

（5）適應性強。鉸接頂梁與長鋼梁相互配合，既保持了長鋼梁的整體性，又保持了鉸接頂梁的承載力、適應性強的特點。

（6）在前移長鋼梁時，可以把兩個滑輪固定在金屬網(wǎng)，在前移長梁時，把長鋼梁放在滑輪上往前移動，勞動強度大為較少。

（7）安全系數(shù)增大。移梁和打柱工序，均在輸送機靠采空區(qū)一側(cè)，大大增加了操作人員的安全系數(shù)。

3、結(jié)語

通過14煤頂板支護方式的改良，漏頂和“網(wǎng)兜”現(xiàn)象大為減少，減小了工人勞動強度，增加了安全系數(shù)。新的支護方式更適應現(xiàn)場頂板管理，確保了工作面的正規(guī)循環(huán)，為安全生產(chǎn)打下良好的基礎。