四臺礦12#層81103工作面頂板管理設計

周建光

摘 要：由于四臺礦中一個綜采工作面受到了地質條件的制約，因此需要對其頂板管理進行反復論證，最終形成最優的設計方案。

關鍵詞：工作面；煤礦；順槽；支柱

中圖分類號：TD327.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0060-02

同煤集團四臺礦12#層81103工作面位于四臺礦井田12#層412盤區東翼，采用三巷布置，包括一條盤曲軌道巷、

一條盤區皮帶巷和一條盤區回風巷。其中，81216切巷為穩設備巷，21216巷為進風、運煤順槽，51216巷為回風、運料順槽。通過對頂板管理方案進行反復論證，最后形成了最優的設計方案，即采用ZZ5600/14/28型支撐掩護式支架管理頂板支護，采用自然垮落法輔以人工強制放頂的方法處理采空區，最小控頂距5.14 m，最大控頂距5.94 m。

1 運輸巷、回風巷的頂板管理

1.1 支護方式

51216巷的支護方式為錨索、錨桿、鋼帶支護，三排錨桿，排間距為0.9 m×1.0 m，兩排錨索，排間距為1.5 m×3.0 m；21216巷的支護方式為錨索、錨桿、鋼帶支護，四排錨桿，排間距為1.0 m×1.0 m，兩排錨索，排間距為1.4 m×3.0 m。

1.2 兩順槽超前支護

工作面兩順槽巷的超前支護均使用DZ31.5、DZ35型單體液壓支柱和2.4 m、0.8 m長的π型花邊梁進行支設。花邊梁應垂直于巷道布置，巷道支護應在距離工作面煤壁的20 m范圍內，柱距1.0 m。支柱防倒、鋼梁防掉裝置的初撐力不小于90 kN。

51216巷的超前支護從工作面煤壁起距巷道中心線1.0 m處和中心線處開始支設，20 m范圍內支設三排，一梁三柱，排距1.0 m，柱距1.0 m，并將其均勻布置在巷中線和中線兩側，中間一排單體支在花邊梁的正中位置，共支設60根。

21216巷的超前支護從工作面煤壁起在工作面煤幫一側支設兩排單體柱，排間距0.8 m×1.0 m，一梁兩柱，兩排單體柱分別支在花邊梁長度方向的1/3處（2.4 m長的π型花邊梁）；在煤柱側支設一排單體柱，柱距1.0 m ，單體柱支在花邊梁的的正中位置（0.8 m長的π型花邊梁），特殊情況下可以支在花邊梁長度方向的2/3以內，在20 m范圍內支設三排，每排單體支柱距同側煤壁為0.8 m，共支設60根。在工作面側距轉載機最突出部分不小于0.5 m，在煤柱側距轉載機最突出部分不小于0.3 m。

1.3 加強支護

當工作面兩順槽頂板破碎、壓力增大時，端頭支護柱距調整為0.8 m，超前支護距離調整為三排40 m，柱距調整為0.8 m。當頂板嚴重破碎時，要及時根據專項措施進行處理。

2 工作面安全出口的管理和要求

工作面上下的端頭支護均由工作面頭尾各兩個支架作為端頭支架支設在巷中，將DZ31.5、DZ35型單體液壓支柱和0.8 m π型花邊梁均勻支在端頭支架與煤幫中間。花邊梁應垂直于煤幫布置，單體支應在花邊梁的正中位置。在特殊情況下，花邊梁可以傾斜布置，柱距1.0 m，支設范圍為切頂線至煤壁線。當工作面頭、尾端頭支架距離煤幫小于0.8 m時，端頭不能進行加強支護操作；當頭、尾端頭支架距離煤幫0.8～1.6 m時，平行順槽在支架與煤壁中間支設一排單體支柱，共6根；當端頭支架至煤幫的距離為1.6～2.5 m時，在支架與煤壁中間均勻支設兩排單體支柱，排距為0.8 m，共 9根。

端頭支柱防倒、鋼梁防掉裝置必須齊全、有效，初撐力不小于90 kN。當端頭頂板嚴重破碎時，由本班上崗干部根據現場情況增加支護。

工作面安全出口的要求：工作面安全出口必須設專人清理、維護，確保巷道高度不低于1.8 m，行人道寬度不小于0.8 m；要保證支護的齊全、安全和暢通，且不影響行人。

超前、端頭支護不能提前回收，每個循環只回收一個循環距離的單體支柱。在煤柱側的超前單體支柱在進入切頂線前進行回收。

嚴禁端頭支架前移作業與回端頭單體液壓支柱回出作業同時進行，應先回出單體液壓支柱，再進行端頭支架前移作業。回單體液壓支柱必須在機組割通頭尾前20 m回出。

單體支柱防倒、鋼梁防掉裝置的使用要求為：單體支柱防倒裝置統一安裝在支柱1/2處；卸載支柱時，先將支柱防倒裝置固定盒上的緊固螺栓松開，將固定盒推向支柱的一側，然后將兩根防倒片緊固螺栓松開，人工抬出工作面；升柱后，先將兩根防倒片重合用螺栓緊固好，然后將固定盒推向兩根支柱的之間并緊固螺栓固定好；鋼梁防掉裝置統一安裝在單體支柱的柱頭處；支柱卸載時，先將鋼梁防掉裝置的緊固螺栓松開，取下防掉裝置，然后再卸支柱。

3 工作面機道管理

工作面割煤采用雙向割煤，即兩端頭斜切進刀，往返一次進兩刀。支架初撐力不得小于24 MPa。

如果工作面壓力較大，工作面移架則采用擦頂移架和支架滯后采煤機前滾筒（割頂煤滾筒）2～4架，移架時，機組司機必須站在沒有拉架的安全地點，防止拉架時擠住機組司機。移架作業嚴禁在機組后滾筒上方進行，并要與機組后滾筒保持一定的距離，防止滾筒切割支架前梁。

移架時必須堅持使用護壁板，并在操作時一同伸出護壁板，護壁板必須伸平。機組在割煤時，當機組前方距割頂煤滾筒4～6架時，必須及時收回護壁板。在作業時，移架和伸收護壁板不能保證與機組割頂煤滾筒之間的距離，因此必須降低采煤機的速度或停機，然后移架和伸、收護壁板。嚴禁機組切割支架。

4 支護材料的數量和備用材料的存放

工作面使用的單體柱規格為DZ31.5，共132根；0.8 mπ型花邊梁30根，2.4 mπ型花邊梁40根。

工作面備用材料：坑木（小頭直徑18 cm以上），4 m長坑木20根，2 m長坑木20根，2 m長半圓木20根；3.4 m長的11#工字鋼20根；2 m長的φ30 mm棚環10個；18K鐵道2.5 m、3.0 m、4.0 m各5根且每根打4個φ18的孔，將其整齊碼放在風門里面指定的運料巷中；在距工作面100 m范圍內的地方備好DZ31.5、DZ35型單體支柱各10根。

備用支護材料必須整齊碼放在運料巷內，不得影響通風、行人走動和運料。隨著工作面的推進，備用支護材料應及時前移，并掛上標志牌。

5 放頂工作

當工作面采寬達到15 m時，如果古塘懸板沒有垮落，工作面就要停止割煤，并由技措隊在工作面布置初次放頂眼，當工作面煤壁距切巷古塘側煤壁18 m，且炮眼距支架切頂線1.2～1.5 m時，開始放頂作業。

為保證放頂效果，工作面兩順槽內的錨栓托板、錨索板在進入放頂線前必須全部拆除，但如果頂板破碎、壓力增大的情況下可以不拆。初次放頂后，要將古塘側頂板拉開3～4 m的槽。頂板的冒落高度普遍大于采高的1.5倍以上，以破壞古塘頂板的完整性。

如果工作面尾端頭上的隅角瓦斯濃度過高，則不能進行循環放頂作業。如果尾端頭懸板的面積超過2×5 m2，則必須加強端頭支護。初次放頂完成后，隨著工作面推進，循環放頂眼只布置在皮帶的順槽頂板上。回風順槽不布置炮孔放頂，如果需要放頂，就必須制訂專門的措施才能進行，循環放頂步距6 m。當炮孔距切頂線1.2～1.5 m時，才能進行放炮作業。

工作面在正常開采時，落三角懸板和工作面懸板的面積不得超過2 m×5 m，否則，工作面就必須進行局部放頂操作。

〔編輯：王霞〕

Abstract： As one of four mines in fully mechanized coal face has been constrained geological conditions， hence the need for repeated demonstration of its roof management， eventually forming the optimal design.

Key words： face； coal； trough； pillar