18305工作面過地質構造的方法及支護研究

摘 要：某礦是一座年產400萬噸的國有特大型礦井，采用平硐開拓，采區式準備方式生產，采區內各種地質構造較多。隨著礦井采煤機械化程度的提高，各種地質構造對高效機械化生產的影響越來越大，通過現有技術條件，加強頂板管理、改進采煤工藝、合理進行生產組織，完全可以實現有地質構造情況下綜采工作面的安全高效回采。以某礦18305工作面為例，簡要論述一下綜采面存在地質構造條件下的頂板管理、開采工藝及支護方式等方面的技術措施。

關鍵詞：地質構造；綜采工作面；支護方式；技術措施；生產管理

1 課題的提出

某礦是特大型礦井，礦井生產能力達到400萬噸/年。現開采2號、4號、8號煤層，18305工作面位于8號煤層，該工作面煤層結構復雜。煤層厚度在1.85～3.8m之間，平均厚度3.03m，煤層中部夾一至二層夾矸，局部位置有8#煤與8#煤上煤的分叉、8#煤變薄。煤層傾角 1°～6°，平均傾角3°，煤質為瘦煤。隨著礦井采煤機械化程度的提高，工作面內存在的各種地質構造對機械化綜采面正常生產的影響越來越大。

2 工作面基本情況

2.1 該工作面煤層結構復雜

煤層厚度在1.85～3.8m之間，平均厚度3.03m，煤層中部夾一至二層夾矸，局部位置有8#煤與8#煤上煤的分叉、8#煤變薄。煤層傾角 1°～6°，平均傾角3°，煤質為瘦煤。

2.2 地質構造情況

褶曲：該面整體呈單斜構造，有寬緩小的褶曲存在；距切眼215-357m有一褶曲，褶曲軸為20°-45°，對回采有較大影響。

斷層：據掘進資料，該工作面掘進中揭露斷層13條，均為正斷層，落差分別為0.4m、1.1m、2.1m、3.0m、2.0m、3.0m、0.2m、0.2m、1.0m、0.25m、0.3m、2.4m、0.7m。

陷落柱：根據4#煤據回采資料及該面掘進中揭露陷落柱共5個，對回采影響較大。

3 頂板管理及支護

3.1 頂板管理方法

工作面采用ZZ5200-19.5/42型支撐掩護式支架支護頂板，工作面液壓支架共105架，支架按標準依次編號，采空區采用全部垮落法管理。

3.2 工作面機頭、機尾的切頂支護、端頭支護及超前支護

切頂、端頭支護材料規格：均采用戴帽點柱支護，點柱采用液壓單體支柱，柱帽規格為7#“π”型梁加工的長為600mm的短粱，當頂板破碎時，采用木質柱帽，規格：800x200x100mm。

3.3 過陷落柱、空巷及頂板破碎時的頂板控制

根據地質資料分析，本工作面有3個陷落柱，5條斷層，在回采過程中必須加強過陷落柱、斷層處頂板管理工作，要控制好采高。陷落柱及穿層巷道處的支架要確保達到初撐力，并必須編寫有針對性的補充措施。在頂板破碎及壓力大滾幫嚴重時，要加強兩巷超前支護，工作面支架要超前帶壓移架，有效防止頂板冒落，控制煤幫片幫。

3.4 冒頂處理方法

處理冒頂事故時，必須堅持迅速快捷，縮小范圍，自外向里，由邊緣向中央，循序漸進；處理期間，現場要由跟班副隊長負責安全并統一指揮，分工明確，協調工作，并有專人觀頂，退路要暢通，物料充足，工具齊全。當工作面發生支架梁端冒頂1米以下時，采用勾頂處理，1米以上采用蓬頂處理。工作面支架梁端冒頂時，首先待頂板穩定后，由經驗豐富的老工人進行敲幫問頂，用長柄工具將四周的活石、片幫等不安全隱患處理后，及時加固漏頂四周的支護；并安排有經驗的老工人觀頂，觀頂人要注意力集中，隨時注意頂板及煤壁的動靜，發現問題及時通知作業人員撤離或處理。勾頂（蓬頂）由5名以上有經驗老工人進行，一人觀頂，兩人遞料，兩人勾（蓬）頂，勾（蓬）頂前要備齊物料，選擇好退路，停止運輸機和采煤機的運轉并閉鎖。

勾頂（蓬頂）方法：首先沿煤幫，用單體柱作腿板梁（鐵梁）作梁架設走向抬棚，然后在支架頂梁上與木棚間架設“#”字形木垛將頂勾嚴（或蓬嚴）。勾、（蓬）好頂后，先拉出中間的一架支架，升緊前梁將走向梁挑起，再拉出相鄰支架并升緊，然后回撤單體。

若頂板破碎嚴重，漏渣壓住支架或無法將板梁（鐵梁）架設在支架前梁上時，采取在冒頂處支架前梁下用錨鏈吊一架鐵梁，鐵梁一端與支架前梁端下用單錨鏈固定好（錨鏈規格為26×92--c，連接錨鏈必須用U型環，并用螺栓鎖口，螺栓必須使用Φ20mm，且螺母必須擰滿扣），另一端擠緊煤幫或在煤壁側挖柱窩，用合適單體作腿打牢鐵梁；然后在鐵梁上方用板梁（背板）將頂板勾（蓬）好；然后先移頂板較完整的支架，托住蓬好的板梁，后移冒頂處支架，最后將單體回撤。在過斷層，工作面若局部冒頂、漏頂時，嚴格按照規程中相關要求勾（蓬）頂。處理漏頂、冒頂大石頭使用大錘和風鎬破碎處理。

4 過斷層、陷落柱安全措施及注意事項

4.1 工作面過斷層、陷落柱對回采均有不同程度的影響，過斷層、陷落柱采用打眼放震動炮進行采煤機落、裝的方法，打眼用風動式TY-23型濕式鑿巖機，1.8m鉆桿。

4.2 當斷層或陷落柱位于機頭，機尾時，要加強兩順槽的頂板管理，頂板破碎時，兩順槽超前改打板梁（1/2Ф200×3600mm）進行維護，一梁三柱，棚距1m。當斷層或陷落柱在工作面內，要加強工作面的頂板管理，對斷層前后支架要接頂嚴實，頂板破碎時，要及時提前拉架維護好頂板。

4.3 工作面、端頭、三角帶及順槽頂板維護時，嚴格執行“敲幫問頂，先支后回”制度，單體回撤必須按推進步距0.6m進行回撤。

4.4 工作面頂板破碎壓力大時，要堅持先維護頂板后移架，要在工作面煤幫側用單體配合板梁打起維護好頂板，然后將支架拉出拖住板梁，割煤前回出煤幫單體。

4.5 過斷層或陷落柱期間，采煤機通過斷層或陷落柱前，必須及時提前拉架，支架頂梁要頂住煤幫，否則采機不得通過和進行其他工作，頂過溜子后，再及時提前拉架。

4.6 過斷層或陷落柱時，支架工要隨時注意頂板情況，采用帶壓超前拉架。拉架時，支架工要站在安全地點，防止掉矸傷人；嚴禁斷層或陷落柱處出現支架有倒架、咬架、不接頂現象。

4.7 工作面頂板破碎壓力大時，要用單體打住支架頂梁拉架，單體必須與支架拴牢。操作單體要采取遠距離供液，同時防止架間漏矸傷人。

4.8 過斷層或陷落柱期間，采機司機與支架工要相互配合好，掌握好采高，控制好工作面溜子與支架的傾斜度，支架頂梁與頂板平行支設，其最大仰俯角<7。溜子要平緩下放，嚴禁急傾斜下放。

4.9 采機通過斷層或陷落柱后，支架工要及時帶壓拉架，并將溜子頂出，循環進度要頂夠，嚴禁虧刀。

5 結束語

對于含有地質構造的工作面，采取加強頂板管理、改進采煤工藝和強化生產組織管理等措施以后，頂板管理狀況得到明顯改善，冒頂得到有效遏制，整個綜采工作面的生產得以高效、安全地進行。本文的一些措施，可以為類似地質條件下的綜采工作面的生產提供借鑒。