综放工作面过空巷顶板控制技术实践研究

来源:用户上传      作者: 周海龙 赵恩育

　　【摘 要】 通过一五一煤矿首采工作面过空巷的实践经验，为本矿综采工作面斜交过空巷提供了宝贵的经验，从而减少搬家倒面带来的繁琐工序，减少了生产成本，实现了工作面的连续开采，达倒高产高效的目的。
　　【关键词】 综放工作面 过空巷 顶板控制技术
　　1 基本情况
　　1.1 矿井概况
　　黑河市一五一煤矿有限责任公司位于黑龙江省黑河市嫩江县多宝山镇，始建于1990年9月，设计生产能力45万吨/年，开拓方式为片盘斜井，开采面积6.39平方千米，主要可采煤层为Ⅱ号煤层，厚度4.5—6米，属于长焰煤，发热量在5000大卡以上。经2006年6月至2010年8月对矿井进行技术改造，矿井变为三条井筒，主斜井采用DTC100-24-2*280S型胶带输送机运输、副井采用JK2.0/20E型绞车运输，现回采工作面采煤方式为综采放顶煤开采。
　　1.2 开采条件
　　矿井主要开采“II”煤层，煤层顶板以含砾砂岩为主，底板灰白色粗砂岩。
　　井田地质构造相对简单，主要是小断层，对生产无大的影响。本矿井为瓦斯矿井、煤层自燃倾向性为Ⅰ级、煤尘有爆炸性。
　　1.3 工作面情况
　　右一路工作面是一五一煤矿一井首个综采放顶煤工作面。工作面位于主斜井东部，该面西部为F1209断层，东部为二段风井30m保安煤柱、南部为右二路准备片盘、北部为老东八采空区，现留20保安煤柱。根据巷道实见，煤层厚度为4.8—5.5m，平均厚度为5.15m煤层走向为NE90°，倾向180°，平均倾角15°。该煤层结构简单，硬度系数f<3。综采工作面设计走向长度525m，倾斜长度149m。
　　工作面可采储量61万吨，服务年限6个月。
　　2 工作面过空巷技术
　　工作面开切眼往外200m，运输巷和回风巷之间有一条空巷，空巷为煤巷，综采放顶煤工作面需要过空巷。
　　2.1 空巷支护
　　本条巷道为原先技术改造前所掘的探煤巷道，技术改造后运输巷与回风巷又向前延伸了200m，本工作面定为本矿首采工作面。空巷断面为3.2×2.6m，原支护形式为锚（索）网、“W”钢带支护，空巷维护良好，顶帮基本稳定。工作面安装前对空巷失效支护进行了修复使其支护质量达到了规程要求。
　　工作面回采至距离空巷60m时，此时工作面回采超前压力对该巷道造成的影响较小，为躲开工作面周期来压，让该巷不发生冒顶事故，提前在该巷道内施工木垛进行维护。木垛由空巷回风巷开口处开始施工，施工顺序由上至下。木垛材料采用枕木，木垛间距为2.0米，施工木垛时必须清净巷道内的浮货，与顶板接严接实，每层枕木间用木楔加固。木垛之间采用单体液压支柱与π型钢梁加强支护；单体液压支柱必须穿铁鞋。巷道两帮使用背板刹紧、刹严，杜绝发生片帮事故。
　　2.2 周期来压
　　由观察结果可以看出工作面来压步距大约30m左右，经推算工作面在距老巷15米左右时为周期来压步距，工作面过空巷可以保证避开周期来压，确保工作面通过空巷时安全生产。
　　2.3 工作面调整（调斜）
　　（1）工作面过空巷采用沿底割进的方式通过，即工作面底板与空巷底板平缓过渡，割煤保证采高。（2）距空巷10m前，及时调整工作面底板，保证接触空巷时底板平整过渡。③工作面调斜，即调整工作面使其与空巷斜交，要使刮运输机机尾超前机头5m，工作面要由回风巷侧先揭漏空巷，使工作面由上而下逐渐通过空巷巷。过空巷的过程中要加快回采速度，能够保证工作面最短的时间通过空巷。
　　3 安全措施
　　（1）支架初撑力不得低于额定压力的90%。
　　（2）当工作面遇到周期来压，端面破碎或端面距大于1m时，必须及时伸出伸缩梁，收护帮板比煤机前滚筒提前3架，打护帮滞后煤机后滚筒3架，以减少工作面漏顶和片帮。
　　（3）超前移架。揭露空巷段工作面支架必须超前拉出，并打出伸缩梁。
　　（4）及时移架，滞后煤机滚筒3架。对于顶板破碎、漏矸段拉架时采用带压移架，少降快拉。
　　（5）煤机必须与支架配合好，根据顶板情况采用停机等架或迈步移架。
　　（6）工作面发生漏矸后，割煤时顶板要平缓过渡，保证支架平缓过渡，支架状态调整好，不得出现低头或抬头支架。
　　（7）严格控制工程质量，液压支架要接顶严密，保持良好的架形。发现有失效的支护应及时处理，情况严重时及时跟班队长报告。若工作面液压支架有不接顶，可采取木垛刹顶的方式，支护顶梁前端，防止发生切顶。
　　（8）过空巷期间，将两端头超前支架超前拉出。
　　（9）随着工作面推进，当空巷口到达在两顺槽超前支护范围内时，必须增大单体支护密度，将空巷口单体排距减小为1.0m，防止因超前压力造成片帮伤人。
　　（10）过空巷期间，调度室合理组织仓位，确保本工作面正常生产快速过空巷。
　　4 结语
　　（1）分析空巷上覆岩层情况，确定可靠的支护方案，采用“锚索+钢梁+w钢带”的支护方式，将空巷顶板形成组合梁，采用木垛和单体液压支柱加强支护，提高空巷支护强度，控制空巷顶板下沉量。
　　（2）调斜工作面，这种方法有效减少工作面同时揭露空巷范围、减少控制顶面积；根据工作面顶板周期来压的规律性，控制工作面回采速度。
　　（3）避免因空巷使工作面搬家倒面，这样降低生产了成本，减少搬家倒面造成煤柱损失，增加了资源回收率。
　　参考文献：
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　　[2]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.
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