露頭區(qū)采掘工作技術(shù)分析

摘要：露頭區(qū)典型的地質(zhì)采礦條件主要是，頂、底板和煤層都屬軟弱巖性的“三軟”煤層，或為風化破碎的節(jié)理化頂板，甚至還受到地質(zhì)斷裂和地下水的作用。因此，搞好巷道掘進的關(guān)鍵是，加強頂板管理和支護工作。

關(guān)鍵詞：掘進 頂板 管理 支護

1 掘進工作面的頂板管理與支護

1.1 在一般的地質(zhì)條件下，應采取的技術(shù)措施是：①堅持先探后掘。在露頭區(qū)掘進時，一般應進行超前探查。其目的一是為了確切掌握基巖面標商及煤巖柱高度的變化，以對設計的煤柱尺寸進行驗證和修正，并采取相應的對策：二是了解有無地質(zhì)構(gòu)造斷裂和揭露松散層底部含水層的水情，并利用探查孔進行預先疏放。邢臺煤礦在保留防砂煤柱開采露頭區(qū)煤層時，采取在掘進迎頭向前方打仰上鉆孔，鉆孔進入松散層底部礫石層后終孔，收到了較好的效果。②及時支護，嚴禁空幫空頂。掘進巷道時，一般要用板皮作背幫背頂材料。在巷道壓力較大和頂板劇烈破碎地段實行超前支護，及時前移前探梁，并要求空頂距控制在1m以內(nèi)，最大棚距控制在0.4m以內(nèi)，同時采用鋪頂網(wǎng)或竹笆、荊笆等代用材料。在過斷層破碎帶時，則采用密集支護及密集背頂背幫。③減少放炮震動影響，維護頂板的完整性。在項板巖石風化嚴重及有淋水的情況下，嚴禁打頂眼放炮，而應采用手鎬落煤，或只放震動炮。當露頭煤柱高度小于12m時，應采用放小炮掘進。④確保后路暢通。掘進時，每作業(yè)班應設專人巡視后路，在發(fā)現(xiàn)有連續(xù)2架棚子不合格時，當班應進行翻修，防止冒頂和堵塞后路。⑤及時排水。為防止水患，在露頭煤柱高度小于12m的情況下，應采用水泵跟頭及時排除積水。

1.2 當圍巖十分軟弱和破碎時，對露頭區(qū)主要巷道和機械化工作面巷道應采取的掘進與支護技術(shù)原則主要是：①實行密貼支護。目的在于使圍巖與支護共同承載巷道壓力，必要時采取壁后充填措施o②充分發(fā)揮圍巖的自承能力。掘進過程中要最大限度地保護原巖強度，在施工中嚴格采取防治水措施。⑨恰當?shù)乜刂茋鷰r變形。一方面允許圍巖向巷道空間的收縮變形，以便形成巖石支承圈；另一方面又要控制其產(chǎn)生過大的變形，以避免造成圍巖強度降低。因此，應因地制宜地采用錨噴網(wǎng)支護形式，必要時采用u型鋼可縮支架，或注漿加固圍巖，或特殊型式支架。④實行二次支護。一次支護是使巷道基本穩(wěn)定，二次支護是進一步提高巷道的安全性。⑤實行全斷面一次施工。應采用光面爆破技術(shù)，以避免出現(xiàn)對圍巖的反復擾動和巷道周邊出現(xiàn)棱角，而造成周邊的應力集中。⑥實行掘后及時封閉，為此采用全封閉支護，及時控制底鼓。⑦實行動態(tài)施工。施工前進行工程地質(zhì)測試分析，施工中進行監(jiān)測，信息反饋，及時調(diào)整設計參數(shù)和指導施工。⑧實行總體設計優(yōu)化。不僅優(yōu)化巷道在空間和時間上的布置，而且優(yōu)化巷道斷面的形狀和大小。

2 回采工作面的頂板管理與支護

在單體液壓支柱機械化采煤工作面，露頭煤柱高度大于12m，地質(zhì)條件一般時：

2.1 支護技術(shù)措施①及時跟機掛梁和打靠幫柱，靠幫柱每2m一根，頂板破碎片幫嚴重時加密，并及時護幫，空頂距大于0.7m時要掏梁窩掛梁。②頂板背嚴背實，每根梁上板皮不得少于2塊，頂板破碎時采用板皮加荊笆背頂。③控制采高，以減少“兩帶”高度。底板松軟時，支柱要“穿鞋”。④支柱要迎山有勁。遇有寬柱距和齊頭梁情況，當班必須調(diào)整。⑤對新下井和長期未使用的支柱，使用前必須反復升降，支柱頂住頂梁后要持續(xù)升3—5s，確保支護質(zhì)量。⑥保證泵站壓力及乳化液濃度，以使支柱達到足夠的初撐力，減少頂板離層o⑦采煤機司機與支護工要密切配合，控制好割煤速度，及時跟機掛梁。

2.2 放頂技術(shù)措施①嚴格執(zhí)行由里而外，自下而上，先柱后梁，一人“觀山”，一人放頂?shù)脑瓌t。②放頂前打好支撐柱和收尾柱，掛擋矸簾，必要時架抬棚。③堅持分排放頂，不允許同時放兩排，也不允許倒放。④采用分段放頂同時作業(yè)時，分段距離不得小于20m。⑤回出的支柱必須打在緊靠放頂線一排支柱的外側(cè)，以提高支柱對頂板的支撐力和切頂能力。

2.3 初采、初放技術(shù)措施①采用三、五排支護控頂方式。②機頭、機尾處各架設一個木垛，工作面內(nèi)每隔10m設木垛，相鄰木垛之間打抬棚一架。③采用人工放頂，無密集切頂。④回風巷內(nèi)備草袋，在萬一發(fā)生涌水、涌砂時使用。⑤安排專人觀察頂板和涌水情況。

2.4 防止冒頂技術(shù)措施①加強支護質(zhì)量。②控制好割煤速度，及時跟機掛梁。在頂板特別破碎和過斷層帶時，割一道梁師。掛一道梁。⑨頂板破碎和風化嚴重處，必須用板皮加荊笆背頂，以防漏矸造成空頂，甚至引起局部頂板抽冒。④煤壁片幫后，必須及時將頂梁掛到煤幫，并打好靠幫柱。⑤加強工作面上、下端頭處的頂板管理，正確使用四對八根n型鋼長梁：移機頭、機尾時，必須及時打上回下的支柱。⑥發(fā)現(xiàn)工作面局部冒頂，必須及時處理。

2.5 過斷層技術(shù)措施①斷層與工作面夾角較小時，要及時調(diào)面，以減少斷層的影響范圍。②適當?shù)夭陕鋽鄬由媳P的巖石，但采落厚度不得超過0.5m，斷層下盤留頂煤，厚度不得超過0.3m，長度不得超過5m。③用板皮、大板或半圓木背頂，并加密靠幫點柱。④控制采高，一般為1.7～1.9m。⑤架設木垛。⑥嚴格控制割煤速度，割一道梁距，掛一道梁。

露頭煤柱高度小于12m，地質(zhì)條件更加復雜(例如，有周期來壓并伴有淋水，頂、底板破碎松軟，受斷層影響)時：①周期來壓時，改三、五排支柱控頂為三、四排支柱控頂。②增大工作面支護密度。回下的支柱打在控頂區(qū)內(nèi)，起切頂和補強作用，并加密板皮，掛頂網(wǎng)或荊笆背頂，不得出現(xiàn)空頂現(xiàn)象。③跟機掛梁和打靠幫柱，必要時刨窩掛超前梁，加密靠幫點柱。④嚴禁出現(xiàn)寬柱距和齊頭梁現(xiàn)象，頂梁要垂直煤壁。⑤縮短空頂時間，割一道梁距，掛一道梁。⑥保證支柱足夠的初撐力。⑦機頭和機尾處使用好四對八根n型鋼長梁，一梁三柱。⑧放頂時先放斷層、壓力大、支柱鉆底嚴重和采高小處。⑨在壓力最大地段，放頂前打好n型鋼抬棚。

3 再生頂板條件下采掘工作面的頂板管理與支護

3.1 掘進中、底分層工作面由于露頭區(qū)巖性軟弱，巖石濕度大，一般再生頂板較好，而且無涌水、淋水及滴水，因此，支架及其棚距與頂分層相同。在局部有淋水、滴水的地段，為了防止局部冒頂，可采取密集背板及隨時補網(wǎng)的措施。一般露頭區(qū)中、底分層工作面“兩巷”超前壓力范圍及其峰值均小于頂分層，因此，掘進工作普遍較頂分層順利。

3.2 回采中、底分層工作面回采中、底分層工作面的技術(shù)措施基本上與頂分層相同。即使在斷層密集地段也比頂分層順利。主要技術(shù)措施有：①當煤底軟弱時，采取“網(wǎng)上穿鞋”措施。②當煤壁片幫時，除加密靠幫柱外，增加單體支柱和超前懸臂梁。③在片幫嚴重及頂板壓力大的地段，使用小徑木背頂，以防冒頂。④工作面端頭支護上采用雙楔頂梁。⑤移輸送機后，先清除浮煤，使支柱支在實煤(底)上。⑥加強對頂板的動態(tài)監(jiān)控。