杜家溝煤礦2-101復(fù)采工作面頂板控制研究

李同榮

（霍州煤電集團(tuán)河津杜家溝煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 河津 043300）

1 工程概況

霍州煤電集團(tuán)河津杜家溝煤礦主要開采2號(hào)、10號(hào)煤層，開采深度+840～ +600 m。2號(hào)煤層復(fù)采區(qū)域范圍存在多處小窯舊巷，小窯開采的上分層區(qū)域遺留下大量的優(yōu)質(zhì)煤炭資源。2號(hào)煤層位于山西組上部，復(fù)采區(qū)煤層厚2.45～3.35 m，平均3.05 m，一般傾角2°～10°，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含0～1層夾矸。為提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，決定對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行復(fù)采。

一采區(qū)位于礦井井田中南部，開采水平+720 m，東至井田邊界保護(hù)煤柱，南至原楊洼煤礦采空區(qū)邊界，西至煤層風(fēng)氧化露頭邊界，北至可采區(qū)邊界。2-101復(fù)采工作面位于一采區(qū)巷道東部，工作面采用一進(jìn)一回“U”布置，工作面切眼布置在穩(wěn)定實(shí)體煤層中，工作面切眼長(zhǎng)度200 m，采用綜采一次采全高采煤法。選用MG-250/600-WD型采煤機(jī)割煤，液壓支架選用ZZ6400/18/38型支撐掩護(hù)式液壓支架，刮板機(jī)為SGZ-764/800型刮板機(jī)。

2 復(fù)采工作面回采頂板控制方案

在2-101復(fù)采工作面推進(jìn)過程中，復(fù)采工作面可能會(huì)遇到形式各樣的空巷、空區(qū)、冒落區(qū)，為此制定了2-101復(fù)采工作面圍巖控制方案[1-2]。

2.1 復(fù)采工作面頂板管理要求

工作面保持“三直兩平兩暢通”：復(fù)采工作面采高控制在3.2 m以內(nèi)，割平底板，不留傘檐。割煤后做到“三直兩平兩暢通”，即煤壁直、溜子直、支架直，溜子平、支架頂梁平，上下隅角、安全出口暢通。

及時(shí)拉架，減少工作面空頂時(shí)間和減小控頂距：

（1）機(jī)組割煤期間距前滾筒不超過2個(gè)支架，應(yīng)及時(shí)伸出暗箱伸縮前梁打開護(hù)幫。

（2）待機(jī)組機(jī)身過后，采取擦頂帶壓移架控制頂板，減少漏頂漏矸，移架距離后滾筒不得超過2架。

（3）過空巷、采空區(qū)特殊區(qū)段，必須堅(jiān)持帶壓擦頂拉架；頂板破碎時(shí)，支架下降行程不得低于100 mm。

（4）拉架后，相鄰支架高低錯(cuò)差不大于頂梁側(cè)護(hù)板2/3，不擠不咬不倒。

（5）過實(shí)體煤時(shí)支架的初撐力不得低于24 MPa；過空巷、采空區(qū)特殊區(qū)段頂板以護(hù)為主，保證支架頂梁平直。

2.2 復(fù)采工作面過空巷頂板管理

（1）過采空區(qū)時(shí)的作業(yè)方式：依據(jù)正規(guī)循環(huán)作業(yè)正常推進(jìn)。進(jìn)刀方式：工作面機(jī)組每循環(huán)進(jìn)刀時(shí)必須選取無空頂且頂板完整地段。采煤機(jī)在割煤過程中，頂板完好的區(qū)段采用追機(jī)方式作業(yè)，割至采空區(qū)段時(shí)必須控制采煤機(jī)運(yùn)行速度，采用超前帶壓擦頂拉架的方式，及時(shí)維護(hù)頂板；遇支架不好拉或漏矸嚴(yán)重的地段，必須停機(jī)拉架，待超前拉架、頂板穩(wěn)定后方可繼續(xù)割煤；若超前拉過的支架護(hù)幫板影響采煤機(jī)通過時(shí)，超前機(jī)組前滾筒1架收回護(hù)幫板。

（2）移架方式：① 頂板相對(duì)穩(wěn)定段采用單架依次順序移架方式，滯后采煤機(jī)后滾筒2架進(jìn)行拉架。②過空巷及采空區(qū)時(shí)移架方法：割煤前保證支架平直，不得出現(xiàn)低頭或抬頭支架，相鄰兩個(gè)支架錯(cuò)差不得超過頂梁側(cè)護(hù)高度的2/3，拉架時(shí)要從頂板破碎區(qū)的兩邊向中間進(jìn)行超前拉架，縮小頂板破碎范圍；頂板冒落較高、支架不能接頂?shù)膮^(qū)域，要求支架以護(hù)為主、以支為輔，保證支架頂梁平直，支架間距不得大于100 mm。若拉架時(shí)出現(xiàn)漏矸現(xiàn)象，必須停機(jī)拉架。

（3）矸石處理方法：割煤期間發(fā)現(xiàn)頂板矸石垮落時(shí)，必須停止?jié)L筒運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)反向牽引采煤機(jī)，保證矸石滾落至采煤機(jī)前部，將矸石拉至距離工作溜子機(jī)頭處，采用人工風(fēng)鎬破碎方式對(duì)矸石進(jìn)行破碎。

2.3 復(fù)采工作面過冒落區(qū)頂板管理

2-101工作面2#煤層較厚，煤層、直接頂先后發(fā)生垮落，垮落煤巖碎脹后與基本頂仍有空區(qū)，復(fù)采工作面有高冒區(qū)。工作面遇冒落區(qū)空間關(guān)系如圖1。

圖1 2-101工作面遇冒落區(qū)空間關(guān)系示意圖

2.3.1 工作面調(diào)斜法

當(dāng)工作面上方出現(xiàn)大面積空頂時(shí)，選擇工作面虛心調(diào)斜通過冒落區(qū)。（1）虛心調(diào)斜將旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置在工作面范圍之外，旋轉(zhuǎn)過程中采面兩端均有一定推進(jìn)，可在一定程度上緩解頂板和煤壁難以維護(hù)的困難。（2）確定調(diào)斜比例。通過提前趕溜、擺架和延長(zhǎng)溜槽等多種手段調(diào)斜回采。（3）根據(jù)調(diào)斜工作面具體情況，對(duì)于冒頂區(qū)采取注漿充填等其他措施配合使用。工作面調(diào)斜法工藝施工方案如圖2。

圖2 調(diào)斜法工藝施工方案圖

2.3.2 過冒落區(qū)安全技術(shù)措施

（1）工作面高度不得忽高忽低，并嚴(yán)格按要求將采高控制在2.6 m左右。

（2）采用帶壓移架，超前支護(hù)，追機(jī)作業(yè)。

（3）相鄰支架錯(cuò)差不大于頂梁側(cè)護(hù)板2/3，不擠不咬不倒。

（4）工作面揭露采空區(qū)時(shí)，沿底板推進(jìn)，確保支架接頂嚴(yán)實(shí)。

（5）正、副巷端頭為采空區(qū)或頂板破碎時(shí)，回收原巷道支護(hù)（U型棚或工字鋼棚）會(huì)引起煤幫側(cè)嚴(yán)重片幫，因此，只回收煤柱側(cè)棚腿，棚梁及煤幫側(cè)棚腿不回收。

（6）正巷巷道支護(hù)為U型棚，使用一根單體柱緊靠轉(zhuǎn)載機(jī)溜槽支設(shè)在U型棚棚梁上，使用木楔子楔牢；另使用一根單體柱以戧柱形式支護(hù)，柱頭支護(hù)在U型棚二牛背上，并使用木楔子楔牢。

3 結(jié)語

針對(duì)2-101復(fù)采工作面遇到不同的空巷、冒落區(qū)等情況提出了復(fù)采區(qū)工作面頂板控制技術(shù)方案，工作面、巷道頂?shù)装搴蛢蓭妥冃屋^小，保障了復(fù)采工作順利進(jìn)行，可為同類型復(fù)采工作面提供技術(shù)參考。