厚煤層綜采工作面過背斜構造技術實踐

程趙兵

（山西焦煤汾西礦業集團水峪煤礦， 山西 孝義 032302）

1 工作面概述

61123工作面開采太原組之10+11號煤層，煤層平均厚度7.19 m，直接頂為頁巖，老頂為K2石灰巖，底板為鋁質泥巖，煤層結構復雜，煤層傾角0°～8°平均傾角4°。工作面走向長度1 403 m，傾斜長度155 m，可采儲量188.5萬t。

61123工作面是由運輸巷、運聯巷、材料巷、材聯巷、切眼組成完整的生產系統，巷道均布置在11號煤層中，以3號矸作為頂板。

61123運輸巷通過出煤聯巷以及溜煤眼與六采皮帶巷聯通，構成運煤系統；材聯巷通過與六采軌道巷聯通構成進風、行人、運料系統；運出煤聯巷通過與六采回風巷聯通構成回風系統。

工作面采用長壁式綜合機械化低位放頂煤全部垮落采煤法，采高為2.9 m，頂煤厚度為4.29 m，采放比為1∶1.47，如表1所示。

表1 工作面煤層頂底板情況

工作面采用全部垮落法管理頂板，采用ZF5400/17/32型支撐掩護式液壓支架作為基本支架護頂，支架調節后支撐最大高度為3.2 m，最小高度為1.7 m。兩巷超前支護采用單體支柱（2.8 m、3.15 m、3.5 m）加π型梁（4 m）進行支護。具體形式為：π型梁垂直于巷道布置，單體支柱支設在π型梁正下方，保證“一梁三柱”，排距不得超過1.0 m，材、運兩巷距兩幫0.3 m處各加一排單體支柱，在材料巷中間一排單體支柱以設備列車為準，支設在人行道側距設備列車最突出部分0.3 m處。運輸巷中間一排單體柱支設在距轉載機自移裝置0.3 m處，人行道寬度不小于0.8 m，以不影響推移轉載機為準。機頭采用兩架 ZPT8000/16/30型排頭架和一架ZFG5400/17/32H型過渡架、機尾采用三架ZFG5400/17/32H型過渡架分別配合π型梁和點柱聯合支護端頭頂板。

2 工作面構造情況

工作面68號～95號支架出現背斜構造，80號—75號支架間割碳質泥巖300～800 mm，74號—69號支架間割鋁土1 500～1 800 mm，受煤層節理發育影響，且煤層厚度、傾角發生變化，導致工作面局部支架出現煤壁滾幫嚴重、拉槽漏頂、支架傾斜現象。

3 加強支護及調架方式

3.1 加強支護

1）遇頂板破碎、煤壁滾幫地點，必須及時超前移架進行支護，頂梁接頂嚴密，護幫板護緊煤壁。

2）工作面發生拉槽漏頂時，應立即停止前部刮板輸送機和采煤機，并閉鎖。

3）處理拉槽漏頂前，根據現場情況備足支護材料（大梁、棚板、單體支柱等）、工具，派專人觀察頂板及煤壁情況，發現異常立即撤出人員，待安全后方可進入作業。

4）處理拉槽漏頂時，根據實際情況，貼煤壁用單體支柱配合支架挑大梁護頂，單體支柱柱爪挑住大梁，柱腿支設在支架合適、穩固的部位，同時在硬接觸部位加墊柔性材料（皮帶、柱帽、木楔等），防止打滑傷人和損壞設備。同時用不少于3組雙股鐵絲（12號）將單體支柱固定牢靠，防止掉下傷人，給單體支柱注液采用遠距離操作閥組（避開漏頂支架三架以外支架）注液。注液時，應加緊單體支柱，使大梁護緊煤壁，整個操作過程無關人員必須撤至安全地點待命。

5）待刮板輸送機內的煤、石清理干凈后，啟動前部刮板輸送機，同時安排專人觀察漏頂區頂板、煤壁、支架及大梁支護情況，發現大梁和護幫單體支柱松動或其他異常時，應立即停止并閉鎖刮板輸送機進行處理或給護幫單體支柱補液，處理完后方可開機作業。采煤機通過漏頂區段后，及時給護幫單體支柱補液，支護好頂板及煤壁，避免大梁懸空。

7）移設漏頂地段支架時，應先將漏頂區的支架由兩側向中間逐步移設。護頂大梁由中間待移支架配合單體支柱挑住，操作方法與第4步驟相同。確保中間待移支架挑住大梁且固定穩固后，對兩側支架逐架移設，同時用前梁挑住大梁。兩側支架移設完后，再對中間支架移設。如遇頂板破碎、煤壁滾幫嚴重時，繼續采取上述方法進行循環作業。

8）移設該地段支架時，必須采取帶壓擦頂方式進行移架。

3.2 調整支架

1）調架前先將所調支架內及與相鄰架間的浮煤（矸）清理干凈，以防影響工作面正常移溜、調架。調架堅持邊推邊調的原則。

2）調架方法：一是調架應逐架進行。首先收回右側相鄰支架的側護板，留出調正空間，如頂板破碎，收回側護板后及時使用單體支柱加棚板進行維護，以防漏頂。調架時再將單體支柱撤出。二是調架時，選擇合適的位置，用單體支柱和選擇合適的油缸配合鏈子進行調架作業。在頂梁下方沿頂梁縱向打兩根單體支柱，向機尾方向斜戧支架頂梁，并合理利用好支架側護板進行調架作業。三是調架戧柱采用遠距離閥片控制，液槍的高壓液管必須接在距作業地點兩架外支架閥組上。拉架時邊拉支架邊給戧柱供液，使支架頂梁靠住相鄰支架，然后升緊支架。四是對于傾斜或未調正的支架，應支設最少兩根戧柱或伸出支架側護板，防止支架繼續傾斜。

3）單體支柱應打在支架、溜子等不易損環的堅固部位，與支架、溜子等硬接觸部位應墊柔性材料防止損壞設備或滑脫傷人。

4）調架過程中，如果需要進入刮板輸送機中作業，必須閉鎖刮板輸送機和采煤機開關，作業中或作業完畢后需開啟刮板輸送機時，則須由專人發出信號并待信號返回后，方可起動刮板輸送機，以防誤操作傷人。如需拉空溜子時，所有人員全部撤出溜子方準啟動。

5）調架過程中，如遇拉槽漏頂嚴重造成壓死溜子時，嚴禁頻繁啟動溜子，防止設備損壞，應及時組織人員將溜槽內的煤（矸）清理干凈后再進行運轉。

4 結語

61123工作面因受背斜影響，煤層節理發育，使得頂板破碎。通過采用合理的補強支護方式，并對工作面傾斜的支架采取合理的調架方式，保證了工作面安全通過該背斜構造，過構造期間工作面頂板支護有效，尤其是當在個別地段發生拉槽漏頂時，通過及時加強支護，避免了頂板漏冒擴大化，杜絕了頂板事故。