綜放工作面治理漏頂實踐方案分析

王金鑫

(1.大同煤礦集團 云岡礦,山西　大同　037017；2.太原理工大學 礦業工程學院,山西　太原　030024)

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綜放工作面治理漏頂實踐方案分析

王金鑫1,2

(1.大同煤礦集團 云岡礦,山西大同037017；2.太原理工大學 礦業工程學院,山西太原030024)

摘要以同煤集團云岡礦8623工作面地質條件為背景，針對該工作面發生頂板冒落的影響范圍，分別從8623工作面超前范圍、端頭區域、工作面漏頂區域以及未漏頂區域4個位置給出不同的治理頂板冒落方案。實踐表明：該方案不僅能夠控制工作面頂板的冒落，使工作面能繼續推進，加快了處理漏頂的速度，而且減輕了工作人員的勞動強度，提供了較為安全的工作環境。

關鍵詞綜放工作面；漏頂；治理；棚頂

1工程背景

云岡礦綜采二隊開采的12#層406盤區8623工作面，屬低位放頂煤開采，煤層開采厚度在5.2～7.5 m，平均厚度6.4 m；工作面走向長度為1 060.3 m，傾斜長度147 m，面積155 864.4 m2. 煤層傾角1°～5°,煤層直接頂為6.33 m的粉細砂巖互層，老頂為26.54 m厚的中細粒砂巖，直接底為5.36 m厚的粉細砂巖互層。

該工作面采用五巷布置方式，工作面軌道運輸巷和皮帶運輸巷沿煤層底板布置，兩條工藝巷和頂回風巷沿煤層頂板布置。2623巷為機軌合一巷，掘寬5.5 m，掘高3.5 m；5623巷為回風運料巷，掘寬4.5 m，掘高3.7 m；2623-1巷為工藝巷，掘寬3.6 m，掘高2.6 m；2623-2巷為工藝巷，掘寬3.6 m，掘高2.6 m，5623-1巷為回風頂巷，掘寬3.6 m，掘高2 m. 工作面配置ZF10000/25/38支撐掩護式液壓支架80架，ZFG10000/25/38H過渡支架7架，ZTZ20000/25/35端頭支架1組。

該工作面與上覆9#層的層間距約為43 m，工作面1#～60#支架上方為宏達煤礦開采9#層的保護煤柱，60#～87#支架上方為宏達煤礦開采9#層的采空區。該工作面位于斷層帶，共揭露6條落差為1.1～4.0 m的正斷層，與工作面斜交，預計影響范圍300 m.

8623工作面開采至距切巷465 m位置遇到F1斷層，斷層落差4.0 m，與工作面斜交影響范圍約300 m. 另外,工作面從53#支架到端頭位置上覆為宏達煤礦已開采9#層的保護煤柱。斷層及上覆煤柱對工作面及巷道頂板完整性影響較大。工作面進入斷層初期，受斷層影響， 1#～10#支架頂板冒落嚴重，其中1#～5#支架頂板塌落高度達10 m以上，6#～12#支架頂板塌落高度為3.0～5.0 m， 1#～10#支架端面距為1.0～3.5 m， 不僅對正常生產造成影響，在安全管理方面也存在較大隱患。

2漏頂事故治理方案

該次漏頂的主要處理方法為穿鋼針棚頂并加注馬麗散，為加快處理漏頂事故的速度，同時為了保證工作人員的人身安全，在穿鋼針前先利用單體支柱在漏頂區域搭建臨時頂棚，工作人員在臨時頂棚下方進行穿鋼針并棚頂工作，最終根據需要隨時回撤單體支柱，完成對漏頂區域的棚頂工作。

2.12623巷超前段補強支護

1) 2623巷超前20～40 m補強支護方案。此范圍采用錨索梁鋪金屬網、打角錨索與單體支柱進行聯合支護。錨索梁選用5 m三眼梁，錨索長度8 m，直徑17.8 mm，間距1 m；工作面一側打角錨索，錨索長度為8 m，間距2 m；鋪設金屬網保證與巷兩幫平齊；單體支護采用單體柱加走向臺棚，鋼梁長5 m，梁距1.5 m，鋼梁與錨索梁交叉點下方支單體柱，若交叉點緊挨錨索，則在錨索兩側支設2根單體柱。若出現無法架設臺棚段，則單體柱上方需支設0.8 m的π型鋼梁，單體柱間距不得超過1.5 m；向工作面及巷中位置注射馬麗散，注射孔間距均為5 m，孔深均為5 m.

2) 2623巷超前20 m范圍補強支護方案。此范圍采用錨索梁鋪金屬網、打角錨索與單體柱進行聯合支護。錨索梁選用5 m長得三眼鋼梁，錨索長度8 m，直徑17.8 mm. 超前5 m范圍內錨索梁間距0.3 m，超前5～15 m錨索梁間距0.5 m；工作面側打角錨索，錨索長度為8 m，間距1 m；金屬網的鋪設保證與巷兩幫平齊；單體支護采用單體柱加走向臺棚，鋼梁長5 m，梁距1.5 m，鋼梁與錨索梁交叉點下方支單體柱，若交叉點緊挨錨索，則在錨索兩側支設2根單體柱，若出現無法架設臺棚段，則單體柱上方需支設0.8 m長的π型鋼梁，單體柱間距不得超過1.5 m；若頂板破碎嚴重無法打錨索梁，則須采用單體柱架設鋼梁方式進行補強支護，梁距0.3 m，梁下方按0.5～1.0 m間距支設單體柱；在巷中位置向頂板注射馬麗散，孔深以見頂為準，孔距5 m，向工作面注射馬麗散，深孔、淺孔交錯布置，間距為2.5 m，其中深孔孔深12 m，淺孔孔深5 m，距底板高度不得小于3.2 m.

2.2工作面端頭位置支護措施

1) 端頭位置補強支護方案。

端頭支架與1#支架間間距超過0.5 m時，需在該間距內采用單體柱加走向臺棚聯合支護，鋼梁長5 m，梁距0.5 m. 頂板破碎嚴重段可增加帶帽單體柱數量。若兩支架間距增大且碎石塊較多時，需采用縮短梁距與加密單體柱來進行補強支護。

2) 端頭支架處理措施。

若端頭支架因傾斜其靠近下幫側無法移動，則需采取適當的擴幫措施。提前在需要擴幫位置靠近頂板處注射馬麗散，孔距5 m，高度距底板不低于3.2 m，孔深以見頂為準，盡可能垂直于煤幫打孔。擴幫高度10 m，深度0.5 m，高度與巷高平齊。

2.3工作面補強支護措施

1) 未漏頂區域補強支護。

對工作面14#～35#支架未漏頂區域采用打角錨索并加注馬麗散方法補強支護。每架打1根角錨索，錨索長為8 m，直徑17.8 mm. 距底板不低于3.2 m，仰角45°，注射馬麗散一架一孔，孔深4 m.

2) 漏頂區域補強支護。

a) 對工作面1#～13#支架漏頂區域采用穿鋼針、臺棚以及支設單體柱加強支護。從13#支架開始往1#支架逐步穿設鋼針對漏頂區域進行鎖口。棚梁及棚頂圓木直徑不小于18 cm，長度不低于4.0 m，棚梁可用11#工字鋼代替。棚梁與棚頂圓木垂直布置，棚頂木間隙不大于20 cm. 支設方法為：首先在每架支架前梁垂直于煤壁固定2根單體柱，將單體柱伸出頂緊煤壁后，在單體柱上方架設圓木棚頂，然后每架支架下方打3組鋼針(每組2根)，鋼針上方架設垂直(圓木另一端架在支架前梁上)和平行于工作面的圓木(圓木盡可能的密集架設)，與單體柱上方圓木用鉛絲固定形成掩護棚頂。棚頂時還需鋪設一定厚度的尼龍網(當有大塊矸石落下時起緩沖作用)。遇端面距較大區域，須采用11#工字鋼梁與圓木聯合棚梁后再棚頂。工作人員在掩護棚下支設單體柱(圓木交叉點位置必須支設單體柱，其余單體柱可據實際情況加密支設)，保證棚頂架梁的強度和質量。

b) 打鋼針及人工棚頂時，當第一組(13#支架)鋼針完成后，及時架棚梁、棚頂。棚頂木為下一組鋼針外伸1.0 m作為下組鋼針作業時的掩護支護，確保人員作業安全。

c) 穿鋼針的孔必須垂直于工作面煤壁，架設棚梁。棚頂后必須用鉛絲固定。當端面距在3.0 m以上時，棚梁必須用工字鋼。

d) 架設全部完成后，采取及時前移支架，支架前梁推入鋼針及棚外露下方升緊挑牢的辦法，形成人工再生假頂，截住冒矸，充填前梁上方的冒落空間。

2.4工作面推進時需采取方案

1) 鋼針、架棚支護完成后，工作面每推進1刀，仍需通過打角錨索加注馬麗散方法對頂板進行加固，若需要則繼續穿鋼針架棚補強支護。對工作面所遇斷層前后10 m范圍必須采用打角錨索加注馬麗散方法進行鎖口。

2) 支護后，工作面開始推進初期，以進底刀為主，支架緊跟擦頂前移，對頂板及時進行有效支護。

3 結論

由現場實踐可知，實施以上處理方案后，8623工作面頂板的冒落得到基本控制，較好地控制了工作面超前范圍內頂板的變形下沉，基本達到了提前維護工作面圍巖的目的；對于工作面未漏頂區域采取的措施能夠較好地維護該范圍內圍巖的穩定性，有效防止了漏頂區域的進一步擴大；對于工作面已漏頂區域，采取以上棚頂方案后，使工作面在最短的時間內得以推進，尤其是單體柱的應用不僅使得棚頂工作面能夠快速完成，還為現場工作人員提供了較安全的工作環境。云崗礦在整個治理漏頂事故期間該方案的實施取得了較大的經濟效益。

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·技術經驗·

(E-mail)wangjinxin198@163.com

Analysis on Practice Scheme of Roof Fall Accident

Governance in Fully Mechanized Caving Face

WANG Jinxin

AbstractTakes the geological conditions of 8623 face in Yungang coal mine of Datong coal mine group as the background. According to the affected area of roof fall occurred in the working face, respectively gives different governance roof fall program from four positions of advanced range in 8623 face, end zone, roof fall region and no roof fall region. Practice shows that the program can not only control the roof fall of the face, makes the face can continue to progress, accelerate the processing speed of roof fall, but also reduce the labor intensity of staff and provide a more secure work environment.

Key wordsFully mechanized caving face; Roof fall accident; Governance; Making false roof

中圖分類號：TD355

文獻標識碼：B

文章編號：1672-0652(2015)05-0029-03

作者簡介：王金鑫(1986—)，男，山西大同人，2010年畢業于中國礦業大學，助理工程師，主要從事煤礦生產技術工作

收稿日期：2014-03-19