大傾角綜采工作面冒頂處理技術研究

摘 要：基于大傾角綜采工作面煤壁頂板冒落影響正常推進的問題，提出采用鋪設假頂和充填加固的方式，確保了采煤工作面在遇到裂隙、斷層等地質構造時安全順利回采與推進。

關鍵詞：大傾角；冒頂；充填；假頂

1 概述

綠水洞煤礦回采的3132采煤工作面位于+350m水平龍王洞背斜東翼313采區上區段，該工作面上部為5131、5132工作面，北邊為F5斷層破碎帶未形成工作面，其下部為3134工作面（未形成），南面為3111工作面（已回采）。工作面機巷長1028m、風巷長1016m，回采平均長1022m，傾斜長119m，煤層傾角38°～46°，平均傾角43°。工作面在回采過程由于煤壁側頂板冒落，從54#到23#，共計32架液壓支架的煤壁頂板發生垮落，冒高最高處約3m，新暴露的巖石面較完整，但冒落空間四周邊沿巖石較破碎，造成液壓支架被壓至擋煤板，采煤機無法通過，為保證工作面推進過程安全，亟需進行處理。

2 鋪設假頂

2.1 工藝流程

先用單體液壓支柱配厚度120mm的方木加固冒頂處作業點附近煤壁頂板，防止冒頂范圍擴大，接著在315刮板輸送機機道從下往上搭溜槽清矸石，開轉315刮板輸送機，再從上往下邊清煤壁矸石邊鋪人工假頂，即：加固→清矸開轉刮板輸送機→作業上方5m處打擋欄→刷幫出矸（煤壁側）→頂上加固，清找懸矸架鋼梁→鋪木料笆片接頂。若鋪假頂與處理刮板輸送機內矸石同時進行，必須在未堵塞處用兩根單體液壓支柱配木板打好擋欄，木板高度不小于1.8m。

2.2 技術要求

需在工作面上口擴刷一個通道，通道寬度為2m，通道擴刷到一根鋼梁位置后立即架設鋼梁，一端放在支架探梁上，一端用單體液壓支柱支好，支柱間距1.0m，每根鋼梁下搭3～4根支柱，待下一根鋼梁支好后，就鋪設傾斜鋼梁，以后就往下延起走，傾斜鋼梁間距1.0m，原則上布置在冒頂部分，鋼梁上用半圓木密鋪，個別地方不能密鋪的采用笆片密鋪，走向鋼梁和傾斜鋼梁用圓鋼卡卡牢，圓鋼卡向上。假頂從風巷開始逐架向下直到頂板完好處。工作面走向采用舊鋼梁進行鋪設，一架支架保證2根鋼梁（間距0.9m左右），鋼梁一端必須保證至煤壁內2m，一端放在探梁上保證200mm的距離，鋪設好后需在煤壁側采用錨桿配托板進行加固鋼梁。鋼梁的長度根據實際情況進行加固。傾斜方向采用舊鋼軌用U型卡和每架的鋼梁連成整體，防止鋪設的假頂滑落，并在鋼梁與探梁之間用鐵絲捆綁好。液壓支架壓低地段探梁必須保證接頂，支架探梁上用木垛墊起，必須保證采煤機能順利通行。如果支架背上矸石大影響鋪設鋼梁需及時處理。鋪設假頂時需在鋪設位置附近做好敲幫問頂和利用傾斜鋼梁配合半圓木做好臨時支護防止上方掉矸砸傷工作面作業人員。鋪設時鋪設段刮板輸送機里有大矸石，需放炮處理清收完后再繼續鋪設，放炮必須間隔一架支架，以免放炮沖壞已經鋪設好的鋼梁。鋪設后鋼梁在煤壁端需用錨桿支護好，防止錯位。作業時需把煤幫的矸子取掉，防止矸子竄出傷人。傾向鋼梁采用圓鋼卡固定在走向鋼梁上。架設鋼梁前，檢查煤壁側頂板是否符合架設條件，若不符合，則需進行刷幫，確保鋼梁架設條件。鋼梁上方采用半圓木或方木密鋪，用12號鉛絲捆在鋼梁上，再鋪笆片，笆片用鉛絲固定在木料上。作業時必須把采煤機、刮板輸送機閉鎖。有大塊矸石需要放炮處理時必須用濕式鑿巖機打眼。需要放炮時必須按規定使用好黃泥、水炮泥，并由班長設專人站崗，從爆破點依次向站崗點兩頭巡查沿途的人員，待人員全部撤離至安全范圍內后，方能起爆。所有單體支柱支設好后用12號鉛絲捆在鋼梁上。假設鋼梁時，必須兼顧上下支架，確保假頂平順。傾斜鋼梁搭接長度不少于兩架鋼梁。

3 工作面充填加固

3.1 施工要求

先對液壓支架頂上進行充填，在30#～40#號之間支架頂上空洞的地方采用充填和對有矸石堆積的地方實行固化凝結。空頂部分先充填完后進行固化，固化時管子盡量伸攏頂板完好處，頂上墊一層泡沫劑對假頂進行加固。固化時每架支架縫隙采用風筒布或編織袋進行遮擋以免固化劑遺漏，工作面刮板輸送機內也同樣采用風筒布遮擋。注漿施工時，專用注漿泵安設在工作面及風巷適當位置，提供660/1140V電源、穩定的水源供應（供水量不小于100L/min），壓風等。要求施工期間不得斷電、斷水。施工時必須派專人守好風、水、電，施工期間嚴禁亂停風、水、電等。

3.2 施工材料及設備

施工材料為瑞諾密閉Ⅲ號材料，具有固結速度快、一定的發泡性（10～15倍）、一定的抗壓強度和適應巷道變形性、幾乎反應不發熱（<40℃）、遠距離泵送（>100m）等性能。配套的施工設備為電動螺桿式注漿泵，防爆電機。該泵具有遠距離輸送功能，施工時輸送距離為150～300m，具有自動調節水與灰料比、快速攪拌和連續、穩定輸出等功能。

3.3 施工工藝

將所需材料、設備、注漿管等運到指定位置，按技術要求提前施工好臨時密閉并噴涂。在現場相關技術人員的指導下，連接好注漿管、電源、水源，調試設備準備注漿。注漿開始應有專人負責加料，專人負責觀測，一人負責指揮聯絡。注漿時進料速度為1袋/min，進水50L/min，水灰重量比為2，平均每小時1.5噸料左右。注漿開始后3min時測量漿液的比重，觀測出料情況。如發現配比不正確應該及時進行調整。注漿過程中應通過觀測窗口隨時觀測出料情況。最后接頂時應連續注壓一定時間，當漿液從頂板大量流出無法進行封堵時，方可停泵注漿，以保證接頂效果。施工完成后清理設備及現場衛生。工作面注漿加固如圖1所示，工藝流程見圖2。

4 結束語

（1）大傾角綜采工作面遇地質構造段時采用鋪設假頂和充填加固方式，確保了工作面順利通過構造帶。采高控制、液壓支架接頂及隱患處理是否及時成為工作面安全推進的關鍵。（2）在采煤工作面煤壁頂板垮冒初期實施孔隙充填，減小矸石間的空隙，可有效防止冒頂范圍擴大，為后續處理爭取時間。