綜采工作面過斷層采煤方法與頂板管理

張連偉

摘 要：開灤東歡坨礦2286工作面斷層較多，回采過程中斷層構造可能會給工作面回采帶來安全、技術和經濟等方面的問題。該文針對2286工作面，談談綜采工作面過斷層采煤方法與頂板管理措施。

關鍵詞：綜采面 斷層 采煤方法 頂板管理

中圖分類號：T D823 99 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-0-01

開灤東歡坨礦2286工作面位于-500水平北二采區8煤層，南至北二采區運輸上山，北至2號勘探線以南150 m，為北二采區首采工作面，四周無采掘工程。風道909 m，運道911 m，平均傾斜長158.1 m，總面積約為143871 m2。地面標高+21.86 m，工作面標高-276.1 m～-432.0 m。

1 煤層賦存情況與地質構造

煤層厚度3.6～4.3 m，平均3.9 m，煤層傾角6～24 °，平均18 °，煤層穩定，煤層結構簡單，物理特征為半亮暗淡型，呈碎塊狀，為穩定煤層。煤層可采指數1.0，變異系數5.6 %，以氣煤為主。

該工作面風、運道及切眼共揭露12條正斷層，運道8條，風道4條。其中f241、f252、f256斷層在掘進過程中都出現巷道全巖掘進現象，f241與f242斷層聯合作用，將煤9斷至巷內，f252斷層造成上盤巷道全巖長度17 m；f256斷層造成上盤煤層位于風道巷底以下6.6 m位置。另外，采面內2條由三維地震控制的兩條正斷層DF25、DF26，雖然地測科在運道掘進時對其進行打鉆探測及巷道施工實見均未發現異常，但不排除斷層在采面中有影響。

該工作面斷層較多，且走向多與回采方向垂直或高角度斜交，因此斷層向采面內延展距離較遠，對回采影響較大。該工作面范圍內煤8～煤9間距較小，因此需要回采時特別注意。

2 采煤方法

2.1 巷道布置

工作面風道采用架棚支護，巷道規格29U14.0m2，運道架棚支護，巷道規格29U 14.0m2，切眼采用液壓支架進行支護，支架型號ZY9200-20/42、ZYG9200-22/46、ZY9200-22/46，泄水巷采用架棚支護（局部采用錨網支護），巷道規格29U 14.0m2。

2.2 采煤工藝

（1）采煤方法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。

（2）采煤工藝工作面采用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”。回采工藝流程：正常情況下（滯后移架）：割煤→伸伸縮梁（護幫板）→移架→頂溜；頂板破碎時（超前移架）：割煤→伸伸縮梁（護幫板）→頂溜→移架。

割煤：采用MG650/1515－WD型電牽引采煤機割煤，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，通過滾筒的螺旋葉片配合鏟煤板裝煤，每刀進尺800 mm，進刀方式為端部割三角煤斜切進刀，往返一次割兩刀。

伸伸縮梁：機組割煤過后，支架工要及時伸出伸縮梁護頂放下護幫板護幫，防止劈冒，必要時可進行護幫板二次護頂。

移架：支架為鄰架操作，由上組支架控制下組支架（機尾末組支架除外），割煤后，沿割煤方向及時采取追機移架，移架距采煤機后滾筒4～6架，若移架速度趕不上采煤機運行時可采取插花移架，但如果頂板破碎，必須停機移架或拉超前架，以控制頂板。移架到位及時將支架升至額定初撐力后（保持操縱閥升位且大柱不再上升3 s后），手把復位，如頂板破碎時，應超前移架。

頂刮板輸送機：刮板輸送機彎曲長度不得小于16 m，操作時，支架工要相互配合，將刮板輸送機頂向煤壁，正常情況下移刮板輸送機步距不得小于800 mm，保證把刮板輸送機頂直。

（3）采高確定根據煤層厚度及ZY9200-22/46型液壓支架高度與MG650/1515－WD型采煤機機采高度，確定工作面平均采高為3.9 m，最小采高不低于2.4 m，最大采高不超過4.4 m（端頭支架和過渡支架高度不能超過

4.2 m），煤薄時適當降低采高。

3 頂板管理

3.1 支護設計

根據《2286回采工作面安裝設計》，本工作面采用ZY9200-22/46支架進行支護；另根據回采實際，為保證工作面端頭支護強度，采用ZY9200－20/42型支架和ZYG9200-22/46型支架用于端頭支護。本采面采用85組ZY9200-22/46型，6組ZY9200－20/42型以及2組ZYG9200-22/46型支撐掩護式液壓支架支護頂板，支架強度為0.92 MPa >0.75 MPa，滿足支護強度要求。本工作面直接頂平均厚度為2.88 m，垮落后不能全部充填采空區，故老頂有周期來壓。

3.2 工作面出口、超前及端頭頂板管理

（1）工作面風、運道出口加強支護上、下出口超前工作面煤壁20 m范圍內必須加強支護，0～10 m范圍內（替板范圍除外）在棚梁下加打雙排中柱（單體柱不夠高時加打頂底托梁）；10～20 m范圍內在棚梁下加打單排中柱，支柱使用DZ系列單體液壓支柱。工作面上、下出口超前液壓支柱必須穿好鐵柱鞋，保證支柱初撐力達到90 kN。

（2）工作面超前支護頂板破碎時，在煤壁前方3～7 m范圍內提前替棚子，替棚子使用3.4 m方木或3.4 m半圓，一梁五柱，兩棵幫柱三趟托梁柱，使用3.0 m

（3.4 m）方子木或π鋼、鉸接梁配合DZ系列單體柱打托梁，上、下出口打三趟走向托梁，均勻擺布。根據轉載機距運道兩幫的位置不同，其兩側托梁合理擺布，轉載機至下幫1～2趟，轉載機至上幫1～2趟，轉載機所在的梁空間距1500～1800 mm，保證行人道寬度不小于700 mm，支柱必須打在替板正下方頂梁與托梁交叉點位置。

（3）工作面端頭支護上、下端頭采用ZY9200-20/42型端頭支架及3.7 mπ鋼或3m方木配合DZ系列單體柱支護。兩趟托梁間距300±100 mm交錯布置，錯距（沿走向）800～1000 mm。若工作面端頭壓力較大時，可在雙趟托梁中（或一側）加補長度不小于3.7 m的π鋼或3 m方木，一梁不少于3柱，配合端頭雙托梁加強支護（使用滯后回棚子時，端頭支護采用ZY9200-20/42型端頭支架配合拱型棚子和單體柱支護）。

3.3 頂板管理

采用自然垮落法管理頂板。根據工作面頂板情況，如初采、初放、過構造、采面來壓等情況頂板（煤）破碎時要鋪好經緯網，聯網采用走向搭接形式。上、下出口掏窩由生產班負責，老塘側支柱邊回采邊回撤，風、運道端頭支架大柱后保留2～3排支柱，正負偏差不大于800mm。

參考文獻

[1] 李慎舉，郭偉勇，馬震，等.綜采面直接過斷層技術研究[J].煤炭科技，2010（1）.

[2] 郭守泉，彭永偉.綜采工作面過斷層技術綜述[J].煤礦開采，2008（4）.