三角棚在綜采工作面機(jī)尾過(guò)斷層超前支護(hù)頂板實(shí)踐應(yīng)用

閆濤

摘 要：介紹了潘一東區(qū)1221（1）綜采工作面順利通過(guò)F1221-1逆斷層期間采取的一系列技術(shù)措施和管理方法。主要談?wù)劰ぷ髅孢^(guò)逆斷層期間，斷層上盤(pán)11-2煤位于巷頂及斷層面附近煤層厚度異常增厚，頂板破碎易出現(xiàn)超前片幫及掉頂，延緩回采進(jìn)度和威脅安全生產(chǎn)。針對(duì)以上情況，制定工作面人工施工超前棚施工方案及措施，工作面采取刷幫架設(shè)順山棚、走向棚，機(jī)尾采取刷幫架設(shè)三角棚后，再使用煤機(jī)進(jìn)行割煤作業(yè)，杜絕了因頂板破碎、煤壁超前片幫而引起的頂板、瓦斯事故，保證了工作面正常推進(jìn)度及順利收作。

關(guān)鍵詞：逆斷層;超前片幫;掉頂;順山棚;走向棚;三角棚

一、工作面概況

潘一東區(qū)1221（1）工作面位于西一采區(qū)上山以東，1231（1）工作面采空區(qū)以北。西面的1232（1）工作面及北面的1211（1）底板巷。工作面底板標(biāo)高為-772.8～-836.8m，對(duì)應(yīng)地面標(biāo)高為+20.8～+22.2m。

F1221-1逆斷層，傾向125°～197°，斷層面傾角為∠6～65°，斷層落差H=5m，該斷層產(chǎn)狀及兩盤(pán)附近煤巖層變化大，斷層兩盤(pán)附近11-2煤受斷層牽引，煤層厚度從2.4異常增厚至5.5m，上盤(pán)11-2煤層及頂板裂隙及滑面發(fā)育。該斷層從運(yùn)順G88退尺點(diǎn)處揭露，走向影響長(zhǎng)度335m，傾向影響160m。

二、工作面過(guò)構(gòu)造異常區(qū)方案

綜合方法在綜采工作面過(guò)斷層采煤時(shí)，綜合考慮實(shí)際的情況。因?yàn)椴擅菏且豁?xiàng)綜合性的技術(shù)，需要各個(gè)方面的配合，工藝也較為復(fù)雜，很多不可控的因素都有可能影響采煤的進(jìn)度，其工藝的復(fù)雜性自然決定了技術(shù)的綜合性。所以在綜合各種情形的基礎(chǔ)上，綜合各種方法，因地制宜，而不是在整個(gè)過(guò)程中只使用一種方法采煤，單一的方法在實(shí)際的采煤過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多的漏洞，所以為了避免出現(xiàn)不必要的問(wèn)題，需要多種方法相結(jié)合的過(guò)斷層采煤方法[1]。

三、工作面過(guò)構(gòu)造異常區(qū)安全管理重點(diǎn)

1.加強(qiáng)支護(hù)

在過(guò)斷層采煤中，需要引起重視的主要問(wèn)題之一就是防止冒頂，而解決這一問(wèn)題的有效措施就是加強(qiáng)支護(hù)，在過(guò)斷層時(shí)便需要對(duì)斷層面的頂板嚴(yán)格控制。首先需要加強(qiáng)支護(hù)的部位就是工作面的上下巷道與斷層附近，支護(hù)的質(zhì)量和數(shù)量關(guān)系到支護(hù)的強(qiáng)度和安全可靠性，因此要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行施工。依據(jù)具體的情況，增減支護(hù)，而當(dāng)斷層頂板破碎時(shí)，則最好是利用帶壓移架，這項(xiàng)措施能夠有效地減少移架過(guò)程中出現(xiàn)的頂板破壞的情況。

2.提高推進(jìn)速度。

3.控制斷層走向與工作面的交角[2]。

4.增強(qiáng)管理以及注意設(shè)備的日常維護(hù)。

四、工作面機(jī)尾三角棚超前支護(hù)措施

1.工作面使棚技術(shù)要求

1.1支護(hù)材料

1）頂部支護(hù)采用長(zhǎng)度3～4.5m礦用11#工字鋼配合單體架設(shè)工字鋼棚進(jìn)行支護(hù)。

2）幫部背幫材料：?jiǎn)误w配合板皮或金屬網(wǎng)進(jìn)行背幫。

3）頂板使用圓木、道木、板皮或金屬網(wǎng)進(jìn)行過(guò)頂。

4）臨時(shí)支護(hù)：使用不少于2根單體打在道木、圓木下方，作為臨時(shí)支護(hù)。待工字鋼棚架設(shè)完畢，方可拆掉臨時(shí)支護(hù)。

2.2使棚工序

1）撥門(mén)施工工序：選擇頂板較好地段，進(jìn)行敲幫問(wèn)頂后，找掉頂板、煤幫浮巖危矸→先按回采方向開(kāi)茬進(jìn)行施工→施工深度夠0.8m，使用單體配合工字鋼挑順山棚→繼續(xù)施工，深度夠2.4m時(shí)，在順山棚下方挑走向棚，托住順山棚→施工完畢后，改為傾向施工。

2）工作面使棚工序：進(jìn)行“敲幫問(wèn)頂”，找掉頂板、煤幫浮巖危矸→使用手鎬刷幫，人工出貨，深度夠0.8m時(shí)，用單體配合工字鋼挑順山棚→繼續(xù)施工，深度夠4.5m時(shí)，使用單體配合工字鋼挑2排走向棚托住順山棚→進(jìn)入下一個(gè)作業(yè)循環(huán)。

2.3技術(shù)要求

1）根據(jù)工作面實(shí)際情況進(jìn)行分茬，采取人員進(jìn)行刷幫、使棚，手鎬等工具配合掏肩窩、腿窩，當(dāng)煤體及矸石硬度大時(shí)，采取放炮松動(dòng)處理，人工出貨進(jìn)行使棚[3]。使棚層位跟煤層頂板施工，高度≤2.4m（應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理選擇層位）。

2）使工字鋼棚前，嚴(yán)格進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，用長(zhǎng)柄工具將浮矸、危巖找盡，并用單體配合半圓木或扒皮料、道板架設(shè)臨時(shí)支護(hù)。

3）工字鋼棚距為0.8m，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際頂板情況合理選擇棚距;頂板巖性差，易破碎時(shí)，應(yīng)縮小棚距，并使用撞楔進(jìn)行超前支護(hù)。

4）金屬網(wǎng)規(guī)格：5000×1000mm（10#鐵絲制作）。金屬網(wǎng)壓茬、聯(lián)網(wǎng)不小于200 mm;采用14#鐵絲雙股扭結(jié)聯(lián)網(wǎng)。

5）臨時(shí)支護(hù)：不少于2根DZ18、DZ22、DZ25單體打在道木、圓木或工字鋼下面作為臨時(shí)支護(hù)。

6）刷幫、使棚工作采取人工使用手鎬、鐵鍬等工具出貨，人工挑棚進(jìn)行作業(yè);當(dāng)使棚遇矸石硬度大時(shí)，采取打眼放炮處理，人工進(jìn)行出貨、挑棚作業(yè)。

五、超前棚類(lèi)型及優(yōu)缺點(diǎn)

1.架棚布置方式：

1）順山棚：頂梁的軸線與煤層走向方向垂直。

優(yōu)點(diǎn)：架設(shè)容易、控頂距小、易操作，適用于工作面片幫、掉頂（沿傾向）跨度大的，超前片幫、掉頂距離較短。

缺點(diǎn)：超前支護(hù)距離短，割煤期間，需要整改大量的支護(hù)單體，工作量較大。

2）走向棚：頂梁的軸線與煤層走向方向平行。

優(yōu)點(diǎn)：控頂距大、后期割煤時(shí)，更改支護(hù)單體量較小，適用于工作面超前片幫、掉頂距離較大的。

缺點(diǎn)：控頂距大，頂板破碎嚴(yán)重時(shí)，施工難度較大、安全隱患較大。

3）三角棚：頂梁的軸線與煤層走向方向斜向。

優(yōu)點(diǎn)：施工工作量小、架設(shè)容易、控頂距小、支護(hù)單體數(shù)量少，支柱回收容易，適用于工作面端頭頂板破碎時(shí)使用。

六、經(jīng)濟(jì)與安全效益

工作面機(jī)尾采取架設(shè)三角棚后，每小班割煤刀數(shù)從原來(lái)的2硐煤提高到3硐煤，每小班多出煤600噸，按目前噸煤價(jià)格300元，多產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益180000元，另外三角棚易于架設(shè)，支護(hù)易于改棚、維護(hù)，便于操作，提高了出勤人工的工時(shí)功效和安全效益。

七、結(jié)語(yǔ)

我單位回采的1221（1）工作面于2016年12月底安全收作，杜絕了頂板、瓦斯等事故，做到了安全高效開(kāi)采。工作面軌順為沿空巷道，臨近采空區(qū)，回采期間受采動(dòng)影響，巷道變形量大，在斷層附近頂板破碎，嚴(yán)重制約工作面回采安全工作。現(xiàn)場(chǎng)過(guò)斷層期間，機(jī)尾采取超前刷幫并架設(shè)三角棚，杜絕了超前片幫、掉頂?shù)葐?wèn)題，有效提高了回采進(jìn)度和端頭人員工作量。

附圖：

參考文獻(xiàn)

[1]李慎舉，郭偉勇，馬震，等.綜采面直接過(guò)斷層技術(shù)研究[J].煤炭科技，2010（1）

[2]秦文軍，陳鑫.綜采工作面過(guò)大落差斷層技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊）

[3]楊嘉昌，李強(qiáng).綜采工作面過(guò)斷層的頂板控制技術(shù)及應(yīng)用[J].中國(guó)西部科技，2009（04）