淺析頂板破碎綜采工作面安全推進(jìn)技術(shù)實(shí)踐

王茂森

摘 要：工作面由于受采動壓力影響頂板破碎，為保證工作面頂板安全，本文以汾西礦業(yè)水峪煤業(yè)61106綜采工作面為背景，通過分析工作面基本情況，根據(jù)頂板完好情況采取不同的施工工藝及支護(hù)方法，保證了工作面的安全、快速推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：綜采;支架;穩(wěn)定

破碎頂板時引起冒頂事故的重要因素，因此，對于破碎頂板進(jìn)行控制是保證綜采工作面安全生產(chǎn)的重要途徑，頂板破碎一般節(jié)理裂隙較發(fā)育，附近往往存在斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造，破碎頂板圍巖強(qiáng)度較低，若得不到合理的控制極易引發(fā)頂板事故，通常，控制破碎頂板主要有2個方式：一是通過外力提高頂板完整性和輕度，如架棚、鋪設(shè)金屬網(wǎng)等，二是通過一定手段控制頂板結(jié)構(gòu)體之間的裂隙，提高圍巖自身強(qiáng)度，如注漿、注瑪麗散等。

1 工作面概況

61106工作面位于井下六采區(qū)，地面標(biāo)高915-1039m，工作面標(biāo)高688-759m，工作面北鄰61104工作面，南鄰61108工作面，東鄰7001工作面，西鄰六采區(qū)大巷。工作面開采太原組之10#11#煤層，煤層平均厚度7.25m，直接頂為K2灰?guī)r，底板為鋁質(zhì)泥巖，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均傾角5°。工作面走向長度882m，傾斜長度138m，可采儲量106.4萬噸，工作面由運(yùn)輸巷、運(yùn)聯(lián)巷、材料巷、材聯(lián)巷、切眼組成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，巷道均布置在11#煤層中，以3#矸作為頂板。

工作面采用長壁式綜合機(jī)械化低位放頂煤全部垮落采煤法，采高為2.9m，頂煤厚度為4.35m，采放比1：1.5。采用全部垮落法管理頂板，ZF5400/17/32型支撐掩護(hù)式液壓支架作為基本支架護(hù)頂，支架調(diào)節(jié)后支撐最大高度為3.2m，最小高度為1.7m。兩巷超前支護(hù)采用單體支柱（2.8m、3.15m、3.5m）加π型梁（4m）進(jìn)行支護(hù)。

2 機(jī)尾支架穩(wěn)定措施

61106工作面因受背斜影響，煤層節(jié)理發(fā)育，頂板破碎，工作面92#-96#支架在正常推進(jìn)過程中，受落山側(cè)和采動壓力影響，出現(xiàn)機(jī)尾四架不同程度片幫或頂板拉槽現(xiàn)象。

2.1 頂板完好時的穩(wěn)架措施

①當(dāng)煤機(jī)從機(jī)頭割至機(jī)尾時，放慢割煤速度、割煤前支架要提前靠架，煤機(jī)滾筒割過后及時伸出前探梁護(hù)頂;②煤機(jī)割通機(jī)尾返刀時，當(dāng)后滾筒返至89架時，再次放慢煤機(jī)速度（或停機(jī)），由支架工和端頭支護(hù)工配合，第一時間從機(jī)尾向機(jī)頭方向逐架頂溜靠架;當(dāng)機(jī)尾90#至96#架及時靠架以后，視頂板完好情況逐漸恢復(fù)正常割煤速度;③移架時，必須帶壓擦頂移架，移架到位后及時打出前探梁;當(dāng)端面距超過340mm時，由拉架工和端頭支護(hù)工配合負(fù)責(zé)在煤壁處以1m間距進(jìn)行貼幫點(diǎn)柱支護(hù)，貼幫支護(hù)選用2.2或2.5m單體和1.6m棚板進(jìn)行支護(hù);④采取正向割煤推溜移架，防止機(jī)尾架頻繁超前靠架導(dǎo)致支架上竄。

2.2 頂板破碎時的穩(wěn)架措施

①當(dāng)工作面機(jī)尾4架有片幫、頂板破碎垮落現(xiàn)象時：a采取撞楔法，在支架前探梁與煤壁間，搭架2.5m或3m廢舊軌道和π梁（每架不少于2根），π梁上方密鋪1.6m或2.2m棚板;b煤壁底部與支架前探梁根部間，使用單體支柱進(jìn)行搭接（柱頭朝向前探梁）每柱距為1.2m，單體支柱煤壁側(cè)用1.6m或2.2m棚板背嚴(yán)，防止落矸大量涌入溜槽。

②當(dāng)工作面機(jī)尾4架煤幫、頂板穩(wěn)定后，拉空溜槽內(nèi)（架間）煤矸，人工將機(jī)尾4架煤壁側(cè)下底一循環(huán)（0.6m），再進(jìn)行頂溜、靠架，如此反復(fù)循環(huán)直至溜槽和支架靠緊煤壁。

③當(dāng)機(jī)尾4架發(fā)生片幫、漏頂時，采取工作面機(jī)尾和材料巷注漿加固煤壁和頂板。根據(jù)3205工作面機(jī)尾煤壁、頂板完好情況，分別采用1#、2#、3#孔進(jìn)行注漿。a當(dāng)工作面煤壁、頂板完好，無片幫拉槽情況下，采用1#、2#孔進(jìn)行注漿，加固過渡架上方頂板。1#孔位于材巷機(jī)尾超前5m范圍頂板（煤幫往落山側(cè)1米范圍），1#孔走向煤幫側(cè)與頂板成70°夾角、孔徑為φ42mm、孔深7m，孔底可延伸頂板上方6.5m，延伸至工作面1.6m（到94#架）;如60°夾角孔底可延伸頂板上方6m，延伸至工作面3m（到93#架）。2#孔位于材巷機(jī)尾超前5m范圍煤幫上（原巷道頂板往下1m），2#孔走向煤幫側(cè)與煤幫成45°夾角、孔徑為φ42mm、孔深7m，孔底可延伸至工作面4.6m（到92#支架），頂板上方可控3.9m;b當(dāng)工作面煤壁片幫、頂板拉槽至2#煤頂板1m以上時，采用3#孔進(jìn)行配合注漿管孔。3#孔位于工作面機(jī)尾90-95#架范圍的煤壁上，3#孔走向垂直煤幫或45°夾角（支架下0.8米處），與頂板成45夾角、孔徑為φ42mm??、孔深6m，孔底可超前延伸3-4.2m、可覆蓋92-95#支架頂板上方3.2-4.2m;c注漿方式。注漿順序根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況優(yōu)先施工破碎松軟嚴(yán)重的鉆孔位置，在注漿孔全部注漿完成后，若煤體松動嚴(yán)重則根據(jù)實(shí)際情況加密注漿孔，加密注漿管一是考慮注漿效果，二是方便能夠準(zhǔn)確掌握注漿料的準(zhǔn)確走向，為最大程度的節(jié)約成本，加固漿液采用純壓式注漿一次性完成。

3 結(jié)語

61106工作面背斜頂板破碎區(qū)域，通過采用合理的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方式，對工作面傾斜的支架采取合理的調(diào)架方式，保證了工作面安全通過該背斜構(gòu)造，過構(gòu)造期間工作面頂板支護(hù)完好，尤其是個別地段發(fā)生拉槽漏頂時，通過及時的加強(qiáng)支護(hù)，避免了頂板漏冒擴(kuò)大化，杜絕了頂板事故。

參考文獻(xiàn)：

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