大傾角極其不穩定煤層破碎復合頂板下分層開采技術研究

徐偉典 王延閣

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南平頂山 467091）

大傾角極其不穩定煤層破碎復合頂板下分層開采技術研究

徐偉典 王延閣

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南平頂山 467091）

通過分析在大傾角極其不穩定煤層破碎復合頂板下分層開采過程中遇到的頂板管理、液壓支架管理、可彎曲刮板運輸機管理、綜采工作面的工程質量管理、綜采工作面的防滑管理以及綜采工作面與地質構造的管理等諸多影響因素，在綜采工作面回采過程中不斷地摸索研究與總結，解決了大傾角極其不穩定煤層破碎復合頂板綜采工作面在回采過程中遇到的頂板破碎控制、綜采設備防滑、地質構造對生產的影響，實現綜采工作面的安全生產。

大傾角；不穩定煤層；破碎復合頂板；下分層

1 概述

平頂山天安煤業股份有限公司五礦二水平己二擴大采區回采的己16.17煤層不穩定，平均厚度3.5m，最厚10m以上，煤層賦存狀況比較不穩定，出現雞窩煤的狀況，且存在地質構造極其復雜，煤層節理、裂隙發育，層理紊亂，傾角及煤層走向變化較大，煤層傾角局部地段達到35°以上，屬于煤與瓦斯突出煤層，煤炭自然發火期短，同時該工作面為下分層開采。對于具體的地質條件在工作面回采過程中頂板控制、綜采設備防滑、煤壁片幫對生產管理產生了極其嚴重的制約因素。

2 工作面概況

己17-22202綜采工作面為五礦二水平己二擴大采區西翼第一個區段，該工作面周邊煤層已采完，形成孤島工作面，該工作面斜長150m，走向長度500m，煤層平均傾角20°，局部最大傾角35°以上，工作面從機頭位置向上以17°上山掘進，中間地段以20°下山掘進，上半部分以35°上山掘進，工作面形成一個平躺的“Z”型，且工作中間地段揭露一條落差為8m-30m的正斷層，由于受斷層影響采面中間形成一個背斜構造，局部傾角最大達到35°以上。

3 破碎復合頂板下分層頂板管理技術

3.1 綜采工作面壓力監測與控制

工作面沿走向直線把支架從機頭至機尾均勻分成10個組，每組支架的中間三組支架設一個壓力監測分站，分站儀器安設在中間支架架箱中，然后將儀器上的壓力管路聯通，以便監測支架受力的相關參數。每班設專人對壓力監測數值進行收集分析，對液壓支架工作阻力、初撐力達不到要求的進行量化細化、對比分析，找出具體的原因，采取具體的措施。

對液壓支架進行巡回檢查制度，每天安排專人對支架進行摸排檢修，查找液壓支架的“跑、冒、滴、漏”等現象，同時每班對液壓支架的立柱安全閥組進行檢查，確保液壓支架完好，使液壓支架的初撐力和工作阻力滿足設計要求和生產要求。

3.2 綜采工作面頂板控制技術

在綜采工作面生產過程中頂板控制是實現安全生產的重要因素。該工作面頂板管理主要從液壓支架管理和工作面工程質量管理著手，在液壓支架管理中，要及時調整液壓支架，確保支架不出現咬架、倒架、擠架和錯差架，使支架垂直工作面頂底板，支架的最大仰角不超過7°。在工程質量管理過程中，使工作面達到工作面平直、運輸機平直、液壓支架平直、工作面煤壁平直、工作面上下出口暢通等。

頂板管理過程中要及時拉超前架，減少工作面在回采過程中頂板暴漏的時間，使工作面頂板能及時有效地得到支護，及時控制礦山壓力對頂板造成的破壞，對與綜采工作面構造地段和頂板破碎地段，要超前維護和及時維護，延工作面走向架設木棚，同時在頂板控制不住的情況下載架棚子前上雙層金屬網，在煤壁側架設木梁腿子，有效的控制礦山壓力的煤壁的二次破壞。

4 破碎復合頂板綜采設備管理技術

4.1 液壓支架防滑

由于該工作面受煤層傾角影響較大，在工作面局部地段傾角達到35°以上，支架在自身重力和工作面傾角的共同影響下，極其容易向機頭方向傾倒，支架倒架后，不能給工作面頂板造成有效的支護，導致壓力超前移動，破壞煤壁的完整性，從而失去有效的支護。針對該工作面的具體情況，在支架過程中主要采取防滑措施，在每5組支架的相鄰支架中采用支架的護幫板和直徑30mm以上的運輸機鏈子相配合拴住相鄰支架下的四連桿結構，在支架自身重力傾倒的方向添加一個軸向力，使支架在自身重力與添加的軸向力相互抵消，減小支架向下傾倒的縱向力，從而確保了支架不出現下滑傾倒，使支架在最大程度上達到設計的工作阻力和初撐力，滿足安全生產的需求。

4.2 可彎曲刮板運輸機的防滑

在大傾角工作面，由于運輸機受自身重力及工作面煤層賦存角度影響，運輸機極容易下滑，造成設備損壞，同時降低了支架推移千斤頂軸向力推力，使運輸機推不到位置。防止刮板輸送機在大傾角工作面使用過程中下滑，在工作面回采過程中要科學合理地調整工作面的偽傾斜，使工作面與機巷形成一個鈍角，增大運輸機的摩擦力，人為地在運輸機自身重力的方向和液壓支架軸向推力方向，形成一個合力，在最大程度上消減運輸機的下滑力，確保運輸機在正?；夭蛇^程中不出現大幅度下滑。同時在工作面坡度較大地段，操作運輸機時進行分段作業。

在與大傾角極其不穩定煤層過地質構造時，對于頂板控制更為艱難，在過地質構造前，先對構造的具體情況進行詳細的對比分析，制定過構造的詳細方案，提前對構造影響地段按措施進行施工，最大程度地減小構造對生產的影響，最小程度地降低人力物力的投入。

總之，通過對大傾角極其不穩定煤層破碎復合頂板下分層開采技術的不斷摸索與探討，對大傾角綜采設備的防滑、極其不穩定煤層下分層開采過程中頂板控制等方面，取得了一定的技術經驗和技術借鑒。

[1]徐永圻.采礦學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2003.

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1003-5168(2014)04-0042-01