淺析頂板破碎綜采工作面安全推進技術實踐

王茂森

摘 要：工作面由于受采動壓力影響頂板破碎，為保證工作面頂板安全，本文以汾西礦業水峪煤業61106綜采工作面為背景，通過分析工作面基本情況，根據頂板完好情況采取不同的施工工藝及支護方法，保證了工作面的安全、快速推進。

關鍵詞：綜采;支架;穩定

破碎頂板時引起冒頂事故的重要因素，因此，對于破碎頂板進行控制是保證綜采工作面安全生產的重要途徑，頂板破碎一般節理裂隙較發育，附近往往存在斷層、褶皺等地質構造，破碎頂板圍巖強度較低，若得不到合理的控制極易引發頂板事故，通常，控制破碎頂板主要有2個方式：一是通過外力提高頂板完整性和輕度，如架棚、鋪設金屬網等，二是通過一定手段控制頂板結構體之間的裂隙，提高圍巖自身強度，如注漿、注瑪麗散等。

1 工作面概況

61106工作面位于井下六采區，地面標高915-1039m，工作面標高688-759m，工作面北鄰61104工作面，南鄰61108工作面，東鄰7001工作面，西鄰六采區大巷。工作面開采太原組之10#11#煤層，煤層平均厚度7.25m，直接頂為K2灰巖，底板為鋁質泥巖，煤層結構復雜，平均傾角5°。工作面走向長度882m，傾斜長度138m，可采儲量106.4萬噸，工作面由運輸巷、運聯巷、材料巷、材聯巷、切眼組成完整的生產系統，巷道均布置在11#煤層中，以3#矸作為頂板。

工作面采用長壁式綜合機械化低位放頂煤全部垮落采煤法，采高為2.9m，頂煤厚度為4.35m，采放比1：1.5。采用全部垮落法管理頂板，ZF5400/17/32型支撐掩護式液壓支架作為基本支架護頂，支架調節后支撐最大高度為3.2m，最小高度為1.7m。兩巷超前支護采用單體支柱（2.8m、3.15m、3.5m）加π型梁（4m）進行支護。

2 機尾支架穩定措施

61106工作面因受背斜影響，煤層節理發育，頂板破碎，工作面92#-96#支架在正常推進過程中，受落山側和采動壓力影響，出現機尾四架不同程度片幫或頂板拉槽現象。

2.1 頂板完好時的穩架措施

①當煤機從機頭割至機尾時，放慢割煤速度、割煤前支架要提前靠架，煤機滾筒割過后及時伸出前探梁護頂;②煤機割通機尾返刀時，當后滾筒返至89架時，再次放慢煤機速度（或停機），由支架工和端頭支護工配合，第一時間從機尾向機頭方向逐架頂溜靠架;當機尾90#至96#架及時靠架以后，視頂板完好情況逐漸恢復正常割煤速度;③移架時，必須帶壓擦頂移架，移架到位后及時打出前探梁;當端面距超過340mm時，由拉架工和端頭支護工配合負責在煤壁處以1m間距進行貼幫點柱支護，貼幫支護選用2.2或2.5m單體和1.6m棚板進行支護;④采取正向割煤推溜移架，防止機尾架頻繁超前靠架導致支架上竄。

2.2 頂板破碎時的穩架措施

①當工作面機尾4架有片幫、頂板破碎垮落現象時：a采取撞楔法，在支架前探梁與煤壁間，搭架2.5m或3m廢舊軌道和π梁（每架不少于2根），π梁上方密鋪1.6m或2.2m棚板;b煤壁底部與支架前探梁根部間，使用單體支柱進行搭接（柱頭朝向前探梁）每柱距為1.2m，單體支柱煤壁側用1.6m或2.2m棚板背嚴，防止落矸大量涌入溜槽。

②當工作面機尾4架煤幫、頂板穩定后，拉空溜槽內（架間）煤矸，人工將機尾4架煤壁側下底一循環（0.6m），再進行頂溜、靠架，如此反復循環直至溜槽和支架靠緊煤壁。

③當機尾4架發生片幫、漏頂時，采取工作面機尾和材料巷注漿加固煤壁和頂板。根據3205工作面機尾煤壁、頂板完好情況，分別采用1#、2#、3#孔進行注漿。a當工作面煤壁、頂板完好，無片幫拉槽情況下，采用1#、2#孔進行注漿，加固過渡架上方頂板。1#孔位于材巷機尾超前5m范圍頂板（煤幫往落山側1米范圍），1#孔走向煤幫側與頂板成70°夾角、孔徑為φ42mm、孔深7m，孔底可延伸頂板上方6.5m，延伸至工作面1.6m（到94#架）;如60°夾角孔底可延伸頂板上方6m，延伸至工作面3m（到93#架）。2#孔位于材巷機尾超前5m范圍煤幫上（原巷道頂板往下1m），2#孔走向煤幫側與煤幫成45°夾角、孔徑為φ42mm、孔深7m，孔底可延伸至工作面4.6m（到92#支架），頂板上方可控3.9m;b當工作面煤壁片幫、頂板拉槽至2#煤頂板1m以上時，采用3#孔進行配合注漿管孔。3#孔位于工作面機尾90-95#架范圍的煤壁上，3#孔走向垂直煤幫或45°夾角（支架下0.8米處），與頂板成45夾角、孔徑為φ42mm??、孔深6m，孔底可超前延伸3-4.2m、可覆蓋92-95#支架頂板上方3.2-4.2m;c注漿方式。注漿順序根據現場實際情況優先施工破碎松軟嚴重的鉆孔位置，在注漿孔全部注漿完成后，若煤體松動嚴重則根據實際情況加密注漿孔，加密注漿管一是考慮注漿效果，二是方便能夠準確掌握注漿料的準確走向，為最大程度的節約成本，加固漿液采用純壓式注漿一次性完成。

3 結語

61106工作面背斜頂板破碎區域，通過采用合理的補強支護方式，對工作面傾斜的支架采取合理的調架方式，保證了工作面安全通過該背斜構造，過構造期間工作面頂板支護完好，尤其是個別地段發生拉槽漏頂時，通過及時的加強支護，避免了頂板漏冒擴大化，杜絕了頂板事故。

參考文獻：

[1]侯紅林.綜采工作面破碎頂板綜合控制研究與實踐[J].能源技術與管理，2014，39（04）：92-93.

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