人工假頂下綜采工作面快速安裝回撤技術研究

苗國慶（肥城礦業集團單縣能源有限責任公司,山東 單縣 274300）

?

人工假頂下綜采工作面快速安裝回撤技術研究

苗國慶
（肥城礦業集團單縣能源有限責任公司,山東 單縣 274300）

摘 要：針對上中分層開采時間較長，頂板破碎，對下分層綜采工作面下的安裝回撤通過研究，解決了人工假頂復采工作面的安裝回撤難題。

關鍵詞：人工假頂；復采；安裝回撤；頂板管理

1 概述

1.1 井下位置及鄰區采掘情況

復采區域井下位于原3800采區東翼的3805-Ⅰ、3807-Ⅰ工作面內，開采標高為-234.5m～-159.2m。本區域東側為F30斷層，斷層以東未開拓；西側為CF3斷層，斷層以西的八采區已回采完畢；南側為3803工作面；北側為3809-Ⅰ工作面，均已回采完畢。煤3上、中分層工作面已采。

1.2 工作面地質構造情況

該區域煤層傾向 N17°W～ N38°W，走向變化不大。煤層傾角14°～18°，平均16°。

據現有資料分析，該區域地質構造簡單。東側為傾向正斷層F30斷層（H=35m），西側為CF3斜交逆斷層。

1.3 煤層情況

該區域煤3兩極厚4.80～6.15m，平均厚5.73，下部含一層厚0～1.95m的粘土巖或粉砂巖夾石，賦存不穩定，平均厚0.29m，f=2～4，局部夾石厚度超過0.7m, 夾石以下形成煤3-2，煤3-2厚0.15m，達不到最低可采厚度，不可采。上中兩分層已采，已采煤厚4.66m，剩余煤厚平均1.30m，其中夾石厚0～0.39m，平均厚0.26m。

煤3上距煤1間距平均20.93 m。

1.4 煤層頂底板情況

煤層直接頂為鐵絲網人工假頂，上覆采空區巖塊膠結程度差，當鐵絲網破損時，易冒落。直接底為粘土巖，平均厚度0.85m，淺灰色，團塊狀構造，遇水易軟化膨脹,富含植物根化石,f=3。

復采區域布置兩個工作面， 3800（Ⅰ）工作面和3800（Ⅱ）工作面，3800（Ⅰ）工作面現已回采完畢。

1.5 工作面機械裝備

工作面采用走向長壁后退式采煤法，頂板支護使用ZY3000/08/18型液壓支架，采空區處理為全部垮落法。工作面運輸機為SGZ-630/220型刮板輸送機，采煤機使用MG132/310-BW型雙滾筒采煤機。

2 工作面頂板管理

2.1 工作面安裝期間切眼的頂板支護

綜采支架安裝及回采過程中解決的難題：要在下分層工作面推行綜采工藝，必須首先解決切眼安裝這一難題，其次要解決大斷面巷道支護和人工假頂下墜等問題。

原切眼為凈里2.2m的鐵棚架棚支護，梯形斷面，頂板完好，開寬后切眼寬度5.2m。切眼采用4.2m花邊長鋼梁和HDJB-1000鉸接頂梁配合單體液壓支柱作為永久支護，排距800mm，每排使用4顆液壓支柱，花邊鋼梁和鉸接頂梁端頭處各支設1棵支柱，中間2顆支柱間距2.0m，距兩端頭支柱分別為1.8m和1.0m，支柱上端均頂牢4.2m花邊長鋼梁和HDJB-1000鉸接頂梁，下端支在實底上，支柱墊鐵鞋（直徑0.38m），順巷道方向按排拒在支柱上端以下0.5m處拴牢防倒繩。切眼巷道花邊鋼梁上方鋪設網格式鐵路，鐵路間距為0.8m,鐵路型號不小于15Kg/m，順向鐵路長為3.2m，橫向鐵路長為4.0m。棚梁上方支柱初撐力不得低于90kN。

2.2 工作面回撤期間的頂板支護

當工作面推采位置距停采線10m時，開始在支架上方鋪設金屬菱形網，規格為6×1.2m2, 采高要嚴格控制在2.0m，當工作面推采位置距停采線8.0m時，在支架頂梁與金屬菱形網之間開始拉鋼絲繩，鋼絲繩要求走向間距1.2m，繩徑在Φ21.5mm以上，共拉設5根鋼絲繩，拉設鋼絲繩時用聯網鐵絲將鋼絲繩固定在金屬菱形網上，固定扣間隔不超過0.5m，每根鋼絲繩在工作面兩端頭要留有至少2m余量，以備固定；當綜采支架頂梁前端距停采線3.0m時，支架上方老空側金屬網能落到底板時，綜采支架停止前移，根據現場實際情況，在支架頂梁上托鋼梁加強支護，每架支架使用兩根4.2m長鋼梁支護，間距0.75m，插入綜采支架前梁的長度要在0.5m以上，工作面向前推進一個循環，采煤機割煤后，將支架上的花邊長鋼梁竄到煤幫，打貼幫柱，每架三棵，最終保證不低于3.0m的回撤通道，由于頂板為人工假頂，在壓力變大頂板發生垂網漏頂時，在4.2m長鋼梁上方沿傾向鋪設1.0m廢舊工字鋼加強背頂，間距1.0m，保證回撤通道高度不低于2.0m。

2.3 上下兩巷的超前支護

3800（I）綜采面上風道、運中巷采用梯形鐵棚作為永久支護，巷道斷面規格：凈寬×高=2.2×2.0m。兩巷超前支護距離從煤壁算起均不低于50m使用單體液壓支柱配合HDJB-1000型金屬鉸接頂梁進行超前維護。當兩巷因頂板膠結差、壓力大，巷道支護變形、背頂鐵絲網垂網嚴重，在架設抬棚超前支護時用廢舊11﹟礦用工字鋼（L=1.5-1.8m）架設于巷道原有鐵棚棚檔的中間加強背頂，由于上下兩巷延長了超前支護距離及頂板破碎時加強了支護，3800（I）綜采面推采過程中兩巷變形較小，保證巷道高度不低于1.8m，取得了較好的支護效果。

3 結論

（1）積極回收煤炭資源。在煤炭形勢不景氣的情況下，我礦積極找煤擴量，3800東翼采區進行了復采，3800（I）綜采面現已回采完畢，回收煤炭資源3.5萬噸，下一步對3800（Ⅱ）綜采面進行回采，儲量3.2萬噸，共多回收煤炭資源6.7萬噸，為我礦創直接利潤161萬元。

（2）實現了工作面的快速安裝回撤。由于針對下分層頂板為人工假頂比較破碎的特點，對頂板高度重視，安裝回撤通道維護比較到位，整個通道在安裝回撤期間變形較小，為實現下分層綜采工作面快速安裝回撤提供了必要條件。

（3）在正常推采過程中必要時在頂梁上穿長鋼梁超前維護，除及時維護頂板外還要加快工作面推進速度，減少支架的升降頻率，防止人為的對頂板造成二次破壞。

4 結語

綜采工作面安裝回撤期間的頂板管理是煤礦安全生產中的重要環節，分層開采工作面綜采工藝的應用成功，解決了下分層的開采工藝以及圍巖控制技術上的短缺問題；同時提高了煤礦年生產量、機械化程度。

作者簡介：苗國慶（1988-），男，山東定陶人，主要從事：專業技術工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.243