綜采工作面穿層回采技術研究及應用

摘 要：本文通過對大興礦SV709綜采工作面穿層回采遇到的技術難題進行分析和研究，特別是對頂板的控制，通過多種支護手段的探索和實踐，采取了可行的防控措施，使頂板得到了有效的控制，順利地通過了工作面穿層回采，確保了工作面按正規循環安全順利推進。

關鍵詞：穿層回采;頂板;聯合支護

1 研究的目地和意義

針對綜采工作面回采過程中遇到穿層回采頂板控制難度大的問題，特別是周期來壓給綜采工作面安全生產帶來的安全隱患，甚至會導致工作面漏頂、冒頂的事故發生，鐵法煤業集團公司大興礦對SV709綜采工作面穿層回采期間采取了綜合頂板防控措施，杜絕了頂板事故的發生，確保了工作面回采的順利進行。

2 工作面概況

2.1 工作面穿層回采概況

SV709綜采工作面煤層厚1.90～6.95m，由于受火成巖侵入影響，工作面走向在北側和南側煤厚差異較大。北側煤層因火成巖中間侵入，7煤層被火成巖一分為二，上部為7-2上煤層，厚度一般為1.20m，大部分為天然焦。下部為7-2煤層，煤層厚度一般為3.56m。南側煤層較厚，一般為6.00m左右。煤層垂直節理發育，走向近東西向。火成巖侵入對煤層的影響主要有兩個方面：一是該區煤層受火成巖影響，煤層變質嚴重，煤層灰分增高，發熱量減小;二是由于該區煤層厚度受火成巖侵入隨機性的影響，造成煤厚變薄，致使工作面內煤層厚度異常，局部形成無煤帶。

2.2 工作面煤層頂、底情況（見表2-1）

2.3工作面穿層素描圖（見圖2-1）

3 穿層回采方案

3.1常規穿層回采方案

現階段，整體穿層和逐段穿層是綜采工作面穿層回采的方式、方法主要有兩種。第一種整體穿層方式：是穿層面與工作面推進方向平行，從機尾到機頭同時穿層，工作面整體抬底破頂，直到接觸到上層頂板為止。這種穿層方法優點是穿層速度快，缺點是破頂面積大，易產生冒漏頂事故，頂板管理難度大，安全系數低。第二種逐段穿層方式：是穿層面與工作面推進方向斜交，從機尾到機頭逐段抬底破頂施工，每個循環抬底破頂的幅度應控制在200mm～300mm。該方法優點是抬底破頂范圍小，頂板管理難度相對較小，易于防范頂板事故，缺點是穿層時間相對較長，穿層段與非穿層段連接處存在高低落差，不利于液壓支架和刮板輸送機的管理。

3.2? SV709綜采工作面穿層回采方案

經過對常規穿層回采方案的研究，SV709綜采工作面穿層期間選擇第二種穿層方式，并在此方案的基礎上，采取了超前施工穿層過渡帶硐室、增強回順側支護、工作面穿層數據管控等具體措施。

（1）超前施工穿層過渡帶硐室

針對工作面穿層由機尾向機頭方向過渡特點，重點落實在穿層的初步階段，初步階段頂板得到控制，未來穿層工作就會得以順利開展。提前在回順巷道軟幫側施工走向長度10m，寬度為對應工作面三組支架的硐室，直接過渡到上層頂板，并采用錨索、金屬網聯合支護控制住頂板，防止穿層初步階段機尾幾組支架上方頂板破碎，支架倒架等不利因素。

（2）增強回順側支護

提前在回順側頂板補打錨索支護，尤其超前施工巷道軟幫側錨索。回順替棚支架上方提前穿鐵，并在兩側打好單體點柱，形成鐵棚加替棚支架雙重支護，保證推移替棚支架期間，頂板不會隨著替棚支架的升降造成破碎。

（3）工作面穿層數據管控

穿層抬底破頂量要有嚴格數據控制，由機尾向機頭每10組支架為重點穿層抬底破頂區域，10組支架為過渡區域，形成穿層段逐步過渡到整個工作面。其重點穿層區域，每個循環的抬底破頂的幅度必須達到300mm以上，過渡區域逐漸消化其抬底破頂量直至與工作面現有層位結合。

（4）穿層收尾工作

工作面穿層逐步推進到機頭側后，同樣方式要對運順頂板進行提前加固，針對運順高度高的問題，可提前備圓木棚，施工錨索掛懸臂梁棚等方式，保證端頭支架能夠接頂，滿足正常回采的需要。

4 穿層期間的重點工作

（1）工作面回采高度

工作面頂板穿層期間，合理的采高至關重要，不僅能有效的控制頂板，還對支架的支撐狀態提供基本保障。SV709綜采工作面液壓支架的型號為ZY10000/27/56掩護型支架，支撐高度在2.7m～5.6m之間，故穿層期間要認真觀察工作面頂板情況，準確掌握工作面頂板層位變化，回采高度不得超過5.2m。

（2）液壓系統的管控

工作面在穿層期間，頂板及圍巖條件差，要對頂板進行快速穩定的支護，液壓支架要快速帶壓移架，提供足夠的工作阻力和初撐力，并保證支架狀態，支架要正直接頂。抬底過程中，要利用好抬高缸，保證支架能夠跟上抬底幅度，工作面頂板穿層期間合理控制過渡段長度，減少支架側護板高差。拉架時，觀察好現場情況，防止擠架、咬架。為防止支架傾倒，還可以使用支架防倒缸與正常接頂的支架相連接，做為輔助設施幫助支架保持良好的支撐狀態。

（3）運輸機的控制

工作面逐步穿層，運輸機的控制也非常重要。抬底幅度小，跟不上穿層進度，抬底幅度大，推運輸機要面臨困難。所以一定要保證每個循環抬底的幅度，循序漸進的完成抬底工作。運輸機也可以局部區域采用圓環鏈起吊做為輔助方式，以完成抬底工作。每次推移運輸機要保證推移步距，以保證穿層期間循環進尺不出現偏差，從而影響整個穿層工作數據的準確性。

5 結束語

穿層回采技術采用逐段過渡等綜合管理方式，不但徹底解決了穿層期間頂板問題，而且保證了工作面的正常推進，安全、迅速的通過穿層區域，減少了頂板漏冒頂發生的概率，有利于安全管理。通過對液壓系統、回采高度、運輸機等管控，保證了穿層期間各項工序的合理銜接，達到了預期的目地。SV709綜采工作面穿層回采不僅技術上可行，實踐上取得很好的效果，同時提高了煤炭資源回收率，減緩了礦井接續緊張的局面，實現了安全回采，為綜采工作面穿層回采這一技術難點積累了豐富經驗。

參考文獻：

[1]? 徐鐸.采煤工作面頂板安全管理及事故預防措施研究[J].能源與節能，2019（12）

[2]? 王崇平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業管理與科技（27）：188-188.

[3]? 王濤，喬傳葉.淺析煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].科研：00324-00324

[4]? 王曉平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2010（07）：221

作者簡介：

史殿峰（1983.9- ）， 男 ，遼寧錦州市人，大學本科學歷，工程師 ， 2010年7月畢業于遼寧工程技術大學采礦工程專業，現任大興礦綜檢車間主任。