采煤工作面支護(hù)設(shè)計(jì)及頂板控制措施

李張晉

（山西蘭花集團(tuán)莒山煤礦有限公司，山西 晉城 048000）

1 F313工作面概況

F313回采工作面地表大多為農(nóng)田、山坡。F313回采工作面西北為3#煤大巷保安煤柱，西南為ZF3061巷和3#煤回風(fēng)開(kāi)拓探巷，東北為六采區(qū)集運(yùn)巷（已回采），東南為原3302工作面、F312回采工作面（已回采）。開(kāi)采的3號(hào)煤層位于山西組中下部，煤層賦存穩(wěn)定，煤層總厚度6.04m。工作面最大蓋山厚度166m，最小蓋山厚度137m，平均152m。

3#煤層基本頂為粉砂巖，厚10.10m，直接頂為3.54m厚的泥巖，直接底為0.96m厚的砂質(zhì)泥巖，基本底為4.45m厚的細(xì)粒砂巖。工作面地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，層理一般，節(jié)理較發(fā)育。煤質(zhì)較硬，煤層傾角1～8°。

2 頂板支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 F313工作面支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)

（1）液壓支架支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算

① 工作面合理的支護(hù)強(qiáng)度

式中:

Pt-工作面合理的支護(hù)強(qiáng)度，kN/m2；

h-采高，2.3m；

r-頂板巖石容重，2.5t/m3；

k-工作面支柱應(yīng)支護(hù)的上覆巖層厚度與采高之比，一般為4～8，該處取8。

② 工作面選用ZZS3800/15.5/25型支撐掩護(hù)式支架，支護(hù)強(qiáng)度為0.67～0.71MPa，大于計(jì)算的支護(hù)強(qiáng)度。

（2）工作面支架布置形式

工作面使用ZZS3800/15.5/25型支撐掩護(hù)式液壓支架59架，ZZS3800G/15.5/25型支撐掩護(hù)式液壓支架4架，支架編號(hào)管理，從工作面機(jī)頭至機(jī)尾的支架編號(hào)依次為 1#、2#、3#……61#、62#、63#。支架最大控頂距4385mm，最小控頂距3785mm。

2.2 頂板安全控制技術(shù)

（1）頂板支護(hù)方式，見(jiàn)圖1。

① 工作面回采期間，支架初撐力不得低于25.5MPa。

② 支架要排成一條直線，其偏差不超過(guò)±50mm，支架中心距1.5m，中心距偏差不超過(guò)±100mm，架間間距＜100mm。

③ 支架與輸送機(jī)垂直，偏差應(yīng)＜5°，垂直于頂?shù)装澹嵝苯牵?°。

④ 支架頂梁與頂板平行支設(shè)，其最大仰俯角＜7°。

⑤ 支架端面距不大于280mm，支架完好，不漏液，不竄液，不失效。

⑥ 相鄰支架無(wú)明顯錯(cuò)差（不超過(guò)頂梁側(cè)護(hù)板高的2/3），支架不擠、不咬，架間空隙不超過(guò)100mm。

⑦ 工作面兩端頭第一組支架與巷道支護(hù)間距不得大于0.5m。

圖1 工作面支架布置示意圖

（2）工作面初采安全措施

① 工作面在設(shè)備安裝結(jié)束后，先回收工作面煤幫側(cè)木柱腿，然后試生產(chǎn)。

② 回撤煤幫側(cè)木柱腿時(shí)，必須閉鎖工作面煤溜。木柱腿全部回收至回風(fēng)巷靠幫整齊堆放，并及時(shí)回收至井上木料廠。

③ 工作面試生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制割煤速度，調(diào)整工作面煤壁、煤溜和支架間距，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求。

④ 試生產(chǎn)結(jié)束后，由綜采隊(duì)提出驗(yàn)收申請(qǐng)，經(jīng)調(diào)度室、生產(chǎn)技術(shù)科、機(jī)電科、通風(fēng)科、安全科、安標(biāo)辦、水文地測(cè)科、運(yùn)輸管理科等相關(guān)科室統(tǒng)一驗(yàn)收合格后方可正式生產(chǎn)。

2.3 其他措施

（1）移架工應(yīng)按操作規(guī)程跟隨采煤機(jī)及時(shí)移架。移架前，要清掃干凈架內(nèi)、架間的浮煤。移架時(shí)，左、右相鄰兩組支架的范圍內(nèi)嚴(yán)禁人員停留。

（2）回采過(guò)程中液壓支架的安全閥、壓力表要定期進(jìn)行檢修。

（3）工作面分上、中、下三個(gè)測(cè)區(qū)在支架上安裝礦用數(shù)字壓力計(jì)，加強(qiáng)支架壓力監(jiān)測(cè)。

（4）工作面液壓支架活柱伸縮量不小于200mm。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)F313工作面實(shí)際情況，對(duì)頂板支護(hù)進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)，提出了頂板控制管理方法。在工作面推進(jìn)過(guò)程中，選定的液壓支架能夠較好的適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)條件，應(yīng)對(duì)初次來(lái)壓和周期來(lái)壓都比較順利，未發(fā)生頂板下陷、支架受損等情況。