淺析71101工作面冒頂原因分析及解決措施

【摘要】本文通過對71101工作面冒頂經過及工作面現狀進行了闡述，找出了冒頂原因，提出了過冒頂段的技術方案。

【關鍵詞】工作面；冒頂；技術方案

1、71101工作面概況

71101工作面位于北一運輸石門、軌道石門以北，三里廟向斜軸部，為北一采區首采工作面，周圍無采動。工作面沿煤層傾向布置，巷道跟7煤頂板掘進。工作面走向長度255m，工作面寬度60m，面積15300m2。

該煤層為山西組7煤，煤質編號為氣煤，煤層平均厚度為5.2m，煤層傾角14～25°。煤層特征：黑色，半亮型，以塊狀堅硬煤為主，上部為粉末狀，內生裂隙發育，含有黃鐵礦局部有一層夾矸。直接頂為砂質泥巖厚2.8m 深灰色，少含泥質及細砂巖條帶，見植物根部化石。老頂為中細砂巖厚4.6m灰白色，以石英長石為主，泥質膠結，緩波狀層理。

根據工作面設備技術參數，確定71101綜采工作面平均機采高度為3m，跟頂回采。工作面布置綜采支架42架，其中：中間架（ZZ4600/18/38）38架，輸送機頭安裝過渡支架（ZZG4600/18/382架，輸送機尾安裝過渡支架（ZZG4600/18/38）2架。

2、冒頂經過及工作面現狀

工作面回采施工結束，全面支架拉移到位，面溜子推移到位后，17-20架煤幫突然片幫、漏頂，寬度約3m，高度約5m，頂板穩定后，組織人員接頂、瞞頂。頂板維護完畢，組織生產，中班割煤兩刀后，煤機還未割到煤幫時，頂板突然將接頂的木料、鐵料及背幫單體全部推倒，造成16-28架漏頂，使用工字鋼、單體、半圓木、長方木超前接頂護頂。漏頂范圍穩定在15-28架之間，工作面頂板穩定段頂板鋪網打錨桿、錨索，防止破碎范圍擴大，頂板破碎段，扶走向工字鋼棚配合接頂料、半圓木、金屬網接頂、護頂，防止漏矸，使用傾向工字鋼棚整體加固棚梁，煤壁打設木錨桿配合速凝水泥藥卷對桿體進行全錨防止片幫。幫頂得到有效控制后，緊貼頂板，在煤壁沿煤層走向擴深度不低于1.5m的孔、插工字鋼，超前支護頂板，然后刷幫、鋪網、臥底，配合煤機割煤使工作面不斷向前推進。

目前，工作面運輸巷推進23.5m，軌道巷推進11.4m，工作面平均傾角18°，煤層仰角20-24°，運輸巷出口位置上山角度22°，軌道巷出口位置上山角度28°，工作面采高2.6-2.8m，面內19-22架頂板破碎，其他地段頂板基本穩定。

3、冒頂原因

（1）回采初期，工作面溜頭側推出切眼時1-15架直接頂開始冒落，由于工作面仰采角度過大，冒落矸石直接進入老塘，導致支架頂梁上方空頂，支架初撐力不足。

（2）煤層直接頂為砂質泥巖，整體性差，強度低，易破碎，煤層片幫后直接頂立即垮落。

（3）工作面回采初期平均傾角22°，工作面溜頭側推進14m，溜尾側推進6m，工作面剛出切眼，老塘部分沒有垮落，造成壓力向煤幫延伸現象，煤壁壓力增大，造成片幫。

（4）工作面支架為支撐掩護式綜采支架，尾梁短，前梁長，四個立柱受力不均衡，不能有效支撐頂板。

4、施工技術及要求

71101綜采工作面14#至28#支架架前壓力大、片幫嚴重、頂板破碎，冒落漏矸嚴重，為防止破碎范圍延伸，降低破碎帶對頂板的影響，在面內8-11架，27-28架刷幫、擴棚，超前支護頂板。

4.1 施工方案

1、支架上方使用工字鋼扶走向棚，工字鋼一端在支架前梁上，另一端緊靠煤幫配合單體扶設，每架兩棚。扶棚后，沿走向刷幫，采用錨梁網索支護。

2、8-11架刷幫寬6m，27-28架刷幫寬3m，高度不低于2.4m，深度不超過6m，采用放松動炮，輔助手鎬、風鎬刷大。

3、刷幫后，頂板采用錨梁網索聯合支護，幫部采用木錨桿配合金屬網支護，錨桿間排距800×800mm，錨索間距800mm，刷幫范圍超過4.5m時打設兩排錨索間距1000mm。

4.2 施工質量要求

1、刷幫處打設？22×2500mm左旋無縱筋等強錨桿，間排距800 mm×800mm，拉拔力不低于100KN。護幫使用？38mm×1700mm木錨桿，木托板規格為200mm×200mm×25mm。間排距800×800mm，矩形布置，拉拔力不低于10KN。錨索選用？18.9×5200mm鋼絞線，排拒800mm，刷幫寬度超過4.5m時，打設兩排間距1000mm。網壓茬100mm～200mm，每隔200mm用14#扎絲按雙股雙排扎緊，擰結不少于兩圈；網壓茬部位用鋼帶壓牢。

2、Φ22mm錨桿錨桿螺母設計扭距： 150N.m≤扭矩≤200N.m。下一班接班2h內必須對上班錨桿螺母及時進行二次緊固，二次緊固后扭距力必須達到： 250N.m≤扭矩≤300N.m。未緊貼煤面或塑料墊片未能破壞的錨桿必須用專用工具重新緊固，確保錨桿螺母扭矩力合格，Φ18.9mm錨索的預緊力為120kN～140kN。

3、使用3.5m-4m長的11#工字鋼扶棚時，每架兩根，棚檔750mm。工字鋼一端打設在刷幫后煤壁側的單體上，并用8#雙股鐵絲與工字鋼固定牢靠，一端打設在支架上，支架上壓茬長度不小于500m，并用3m半圓木沿傾向護嚴頂板防止漏矸，半圓木兩端用8#雙股鐵絲與工字鋼固定牢靠。

4、液壓單體初撐力不低于90KN，所有單體必須用防倒繩拴好，及時進行二次補液工作，如發現漏液單體應及時更換。

4.3 施工順序

敲幫問頂，將危矸活巖及時找掉-支架前梁下打設單體-背幫護頂，臨時支護-支架上方插工字鋼、打貼幫單體、上半圓木、上木垛料接頂-刷幫-打臨時支護-掛網打設護幫木錨桿-掛網打頂金屬錨桿-打錨索。

4.4 爆破參數

炸藥選用2級煤礦許用乳化炸藥，雷管選用1-5段毫秒延期電雷管，要求最后一段延期不超過130毫秒，發爆器為MFB100起爆器，放炮母線選用二芯放炮母線，封孔材料為水炮泥和黃泥，封孔時要求先封200mm黃泥，再裝一塊水泡泥，封泥長度不足500mm的炮眼用黃泥封實，封泥不足的嚴禁放炮；嚴禁用煤粉、塊狀材料及其它可燃性材料作封孔材料，松動炮炮眼間排距控制在400mm～600mm，炮眼深度900mm～1000mm，每個炮眼準裝半卷藥，如炭變軟或變硬，當班可適當增減炮眼個數或裝藥量。

5、結語

加強工作面頂板管理，嚴格按照煤礦安全規程操作，及時拉移超前支架，控制煤機割煤速度，堅持鋪網護頂；超前刷幫、扶棚支護頂板。科學組織、合理安排，加快工作面推進速度。

作者簡介：韓耀緒，畢業于河南理工大學，現供職于徐州礦務集團三河尖煤礦。