大采高綜采工作面架前漏頂?shù)奶幚泶胧?/h1>
2011-11-10 03:04:44馬陳社
山西煤炭 2011年10期
馬陳社
（山西亞美大寧能源有限公司，山西 晉城 048114）
大采高綜采工作面架前漏頂?shù)奶幚泶胧?/p>
馬陳社
（山西亞美大寧能源有限公司，山西 晉城 048114）
通過對105大采高綜采工作面遇到復雜地質(zhì)條件時架前漏頂?shù)母櫶幚砑暗刭|(zhì)情況評價，分別從預防、技術控制和組織管理的角度，提出了大采高綜采工作面頂板管理的對策。
大采高綜采工作面；架前漏頂?shù)奶幚?；頂板管理對?/p>
大寧煤礦屬于高瓦斯礦井，礦井生產(chǎn)能力為4.0M t/a，井田面積38.8225k m2，開采3號煤層。礦井現(xiàn)布置有1個回采工作面，4個掘進工作面?；夭晒ぷ髅娌擅悍椒橐淮尾扇邌我粌A斜長壁采煤法（工作面采高控制在5.0m），綜采工藝，采用全部跨落法管理頂板。
井田東部構造形跡以褶皺為主，含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化不大，斷層較?。〝嗑嗖淮螅?，受古河道沖刷帶、巖性變化異常區(qū)及小型陷落柱的影響，煤層厚度變化較大。井田地質(zhì)構造復雜程度為中等。
1 105工作面概況
105綜采工作面屬3號煤層一采區(qū)東部的第5個采面，長202m，回采長度2325m。工作面煤層厚度4.4m～5.67m，平均厚度4.94m，煤層傾角2°～9°，平均傾角4°，偽頂為炭質(zhì)含炭泥巖，厚度約為0.1m～0.3m；直接頂為泥巖，厚度約為4.0m；老頂為中、細砂巖，厚度約為4.5m，機尾附近頂板巖性較好，機頭附近老頂為粉砂巖、中細砂巖和泥巖互層。直接底為泥巖，厚度約0.9m；老底為粉砂質(zhì)泥巖，厚度約為6.5m。煤層結構較復雜，有2層～4層夾矸，主要分布在煤層的中下部。地質(zhì)資料顯示回采區(qū)域共存在1個背斜、1個向斜、6個斷層（斷層落差通常為0.5m～2.5m）及三處地質(zhì)構造異常區(qū)（分別在工作面的350m～500m、750m～900m、1500m～1800m之間），地質(zhì)構造應力較集中，對回采影響較大。
工作面設備選型為：D BT2550/5500-2*3926-1750型電液控制掩護式支架，7L S 6-型雙滾筒采煤機，P F42×800k W型刮板輸送機。
2 工作面回采工藝
工藝流程：斜切進刀→割三角煤→割煤→移架→推溜→斜切進刀
支護方式：采用電液控制順序移架，鄰架操作、先降后移。正常割煤時，采用跟機順序移架的方式，移架工序滯后采煤機前滾筒1個～2個支架完成。移夠步距后立即升架，并將護幫板打至煤壁。如頂板壓力較大有漏冒危險或頂板比較破碎時，采取擦頂帶壓移架、超前移架方式，以防止頂板漏冒。
3 回采期間的頂板管理及礦壓觀測
3.1 頂板管理的基本要求
工作面頂板管理的基本要求是跟頂回采，保持頂板平整完好，不漏頂、掉頂；兩端頭頂板支護安全可靠，確保足夠的通風空間和行人安全，為回采創(chuàng)造良好的條件。
3.2 工作面礦壓觀測及預測預報
105綜采工作面共安裝液壓支架129架，所有支架P M 4控制器和支柱壓力表上均可顯示工作面支架阻力。采用支架初撐力及支架工作阻力與工作面推進距離的關系的觀測方法，即工作面支架移架后，讀出支架P M 4控制器上壓力傳感器上的讀數(shù)即為支架初撐力，當回采完一個循環(huán)采煤機割煤前可從壓力表上立即讀出最大工作阻力。初采期間，每班至少記錄2次。通過對支架工作阻力變化規(guī)律的記錄、分析，即可較為準確的掌握頂板來壓規(guī)律。
4 105工作面架前漏頂處理過程
4.1 工作面的漏冒情況
當工作面從切眼開始推進至287m位置時，30號～49號架間約28m長的區(qū)域發(fā)生漏冒，平均冒落高度為5.0m以上，片幫深度約1.5m。冒頂造成大量矸石堆積在工作面的運輸機上，致使運輸機無法正常啟動。
4.2 工作面的地質(zhì)及漏冒現(xiàn)狀評價
工作面的直接頂主要為5號左右的泥巖和碳質(zhì)泥巖，節(jié)理和裂隙比較發(fā)育，R Q D指標為0，在直接頂之上，為強度中等的3m左右的粉砂巖。
影響工作面漏頂?shù)闹饕刭|(zhì)構造有：王家莊背斜軸，從工作面中部穿過（走向N E S E向）；在工作面前方約40m～60m處，存在近東西走向的次生向斜構造；位于6041～6042橫川之間F105-1、F18斷層向工作面延伸。105工作面主要地質(zhì)構造示意圖，見圖1。
圖1105 工作面主要地質(zhì)構造示意圖
工作面的現(xiàn)狀是：30號～49號架為嚴重冒頂區(qū)域，煤壁片幫，冒落矸石充填煤幫及頂部；49號～60號架為頂板破碎區(qū)域，局部冒落，有片幫的傾向。
4.3 對漏冒區(qū)域的處理方案
4.3.1 采用錨索對漏頂區(qū)域鎖口
采用Φ17.8m m×7500m m錨索對25號架～30號架及49號架～60號架間的漏冒區(qū)域與正常區(qū)域的接茬部位進行鎖口支護，即從頂幫正常區(qū)域由外向內(nèi)在此區(qū)段的每個支架前梁距煤壁之間安裝2根錨索，其中靠近采空區(qū)的1根垂直頂板安裝，另1根偏向煤幫45°方向安裝，以防漏冒區(qū)域進一步擴大。
4.3.2 采用人工架棚的方式進行構頂
在支架下方的安全處搭設牢固可靠的工作臺，用Φ10m m的鐵鏈連接在相鄰兩個支架頂梁前的圓孔，把長3m方木的一端搭鐵鏈上，另一端支在煤幫上。將支架護幫板收回少許，使護幫板和方木相平，把木板梁構筑在方木和護幫板的上部，至少要構筑6層。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在每根方木下支設單體柱或用1.3m長的方木支設“田”字型木垛（單體柱或木垛距煤溜電纜槽擋板的距離要保持在3.5m以上，以確保采煤機有足夠的過機空間）。在棚梁下方的煤幫上，每隔2m安裝按45°傾角安裝Φ17.8×7500m m錨索，相鄰的錨索用槽鋼連接，把支在煤幫的方木一端用Φ10m m的鐵鏈固定在槽鋼上。
4.3.3 采用化學注漿（如波雷因）的辦法對頂板破碎區(qū)域及嚴重漏冒區(qū)域的頂、幫進行預加固
根據(jù)工作面冒頂和破碎區(qū)段頂板及煤幫實際情況，分兩段進行注漿：
第一注漿段重點對煤壁上方破碎的直接頂板進行加固。在30號架～49號架處沿工作面推進方向打兩排注漿孔，其中，下排孔布置8個～10個孔，距煤層頂板1.5m(孔位根據(jù)施工現(xiàn)場情況決定)，間距3m，以水平方向垂直煤壁打孔，孔深6m。上排布置9個～11個孔，沿煤層頂板分界面布置，現(xiàn)場布置錨索槽鋼梁的上部0.2m處，間距3m，以和水平方向呈5°～10°仰角垂直煤壁鉆孔，孔深6m，上排孔和下排孔呈三花眼交錯布置。孔徑均為42m m。直接頂板加固具體布置，見圖2。
圖2 直接頂板加固具體布置圖
工作面每推進2m～3m，進行下一輪注漿。預計每孔注漿量400k g。通過注漿可以使松散破碎的煤巖體粘在一起，整體性增強不易冒落，確保冒頂區(qū)不再向兩邊擴展；當?shù)刭|(zhì)條件有發(fā)生大的變化時，要及時調(diào)整注漿量和鉆孔參數(shù)。
第二注漿段對25號～30號、49號～60號（約24m）段漏冒區(qū)域與正常區(qū)域的接茬部位進行預加固，該區(qū)段煤壁和頂部已安裝錨索進行了加固，重點加固是頂板，其次是煤壁。
在工作面煤壁上部（頂板下1.5m～2m范圍）鉆孔布置兩排，每排布置8個～10個孔，間距3m，其中：上排孔距頂板1.2m；與水平夾角為15°～25°，孔深5m。下排孔距頂板1.8m、與水平夾角5°～15°，孔深5m，每孔注200k g，三花眼布置，注漿后每推進2m～3m，進行下一循環(huán)注漿，注漿后確保推溜、拉架工序正常進行，不發(fā)生影響推進的片幫、冒頂現(xiàn)象。當?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生大的變化時，要及時調(diào)整注漿量和鉆孔參數(shù)。接茬部位預加固具體布置圖，見圖3。
圖3 接茬部位預加固具體布置圖
根據(jù)破碎帶煤體的承受能力和最小抵抗面及工作面圍巖條件，當工作面供風風量不低于3m3/m i n、供風壓力不低于0.5M P a時，設計深孔注漿終壓4M P a。
本次處理工作面架前冒頂，共施工注漿鉆孔26個，實際壓注化學漿共450桶（約11.25t）。
4.4 施工效果
通過實施以上工藝，工作面連續(xù)穩(wěn)定推進，工作面每班平均向前推進5m，未發(fā)生漏冒頂事故。
5 冒頂原因分析及處理措施
5.1 地質(zhì)原因
從工作面地質(zhì)構造和綜合柱狀圖以及附近頂板現(xiàn)場取芯可以看出，受王家莊背斜、次生向斜和派生斷層的影響，在推進過程中，工作面前方出現(xiàn)了頂板及煤幫破碎區(qū)域，影響范圍分別為50m～100m和40m～60m；直接頂主要為7.1m～9.4m的灰黑色泥巖或互層結構，性軟、易碎，隨采隨冒，隨著工作面的繼續(xù)推進，王家莊背斜構造對工作面影響范圍進一步擴大，增加了架前漏冒的可能。
5.2 礦壓方面原因
由于老頂“關鍵層”的作用，老頂?shù)膩韷杭皬姸葘ぷ髅娴挠绊戄^大。根據(jù)礦山壓力理論，在工作面推進到與面長相近的距離時，即推進到200m～300m的位置時，包括地表在內(nèi)的老頂大結構失穩(wěn)折斷現(xiàn)象，易造成工作面的前方煤壁和支架的壓力增大。當工作面煤壁上方直接頂強度較低時，在動壓影響下巖層被壓酥、承載能力下降，降架后如果拉架不及時，極易引發(fā)架前漏冒現(xiàn)象；在工作面推進過程中，老頂?shù)闹芷趤韷阂矔Σ擅娴捻攷凸芾韼硪欢ǖ睦щy。
根據(jù)工作面支架的選型及綜合管理手段（如工序管理、工程質(zhì)量管理等）分析，在老頂初次來壓、周期來壓期間，在地質(zhì)構造復雜區(qū)域，發(fā)生壓垮型、推垮型冒頂?shù)目赡苄詷O小，但發(fā)生漏冒型冒頂?shù)目赡苄暂^大。
5.3 主要技術措施
在發(fā)生Ⅱ類頂板事故及以上頂板事故的情況下，需采取以下技術措施進行處理。
1）采用錨桿、錨索超前加固頂板（鎖口）、煤幫的技術。只要有效地在自由面控制煤體向下、向外的位移活動，使切頂線由煤壁逐漸向采空區(qū)轉移，恢復到支架頂梁后端，才能控制工作面煤壁側片幫、漏頂?shù)陌l(fā)生?；谏鲜龇治?，同時考慮采煤機的截割問題，采用錨桿、錨索超前加固破碎帶煤體，變被動維護為主動維護。
2）采用挑順山梁及架設走向棚的技術。割煤后，新暴露的頂板在短時間不會漏冒，只是在支架卸載前移時才可能漏冒。這樣，就可以采用挑順山梁的方法，先移頂梁完整處的支架，移架時，在所移支架前梁上沿平行工作面方向放置適當規(guī)格的木板梁，挑住附近不完整的頂板，然后再移頂板破碎處的支架。
當工作面頂板隨采隨落后，冒落的面積較大，采用挑順山梁的方法來不及支護，而且頂板條件也不允許把前梁降下來放順山梁時，可以在相鄰支架間超前架設“1梁2柱”或“1梁3柱”走向棚，在走向棚下面再架設1架～2架設臨時順山抬棚。順山棚梁應同時托住3架走向棚梁，這樣就可以將走向棚及順山抬棚的支柱撤出，支架在順山梁和走向梁的保護下前移。
3）采用煤幫和頂板的預注漿加固技術。該技術主要用于過斷層時工作面頂板破碎帶及漏頂區(qū)域與正常區(qū)域接茬部位頂幫的預加固，其原理就是利用化學漿液（如波雷因）來充填和固結圍巖(或煤層)的裂隙面，提高圍巖整體性，充分發(fā)揮圍巖整體承載能力，保持圍巖穩(wěn)定，參與巷道圍巖內(nèi)應力平衡。主要采用波雷因化學加固材料，該材料具有高度的黏合力及很好的機械性能，注射進地層以后，低黏度混合物在幾秒鐘內(nèi)滲透進入細小的裂縫后膨脹，從而有效地加固和密封處理區(qū)域。需要強調(diào)的是，依據(jù)破碎帶煤巖體的破碎情況、注漿壓力、相關理論公式和類似工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算，實際施工中通過調(diào)整漿液的膠凝速度、滲透性和注漿終壓，以保證實際有效擴散半徑不小于1.2m。
6 結語
大采高綜采工作面回采過程中的頂板管理是工作面生產(chǎn)管理和安全管理中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，105大采高綜采工作面在遇到背斜軸、次生向斜構造、斷層等復雜交錯的地質(zhì)條件的下，回采期間連續(xù)發(fā)生架前漏頂，通過采取切實可行的預防措施、技術措施及組織管理措施，工作面頂幫得到了有效的控制，實現(xiàn)了安全平穩(wěn)推進，為今后大采高綜采工作面推進中遇到類似架前漏冒后的處理及頂板管理提供了積極的對策及思路。
ManagemenTand Leaking TreatmenTfor the RooFin fronToFSupports on Fully-mechanized Mining Face with Large Mining Height
MA Chen-she
(Yamei Daning Energy Co., Jincheng Shanxi 048114)
By the tracking of roof leaking in front of supports when 105 fully-mechanized working face under complex geological condition and geological evaluation, the study proposes countermeasures for the roof management from the perspective of prevention, technology control and management.
fully-mechanized mining face with large mining height; treatment for roof leaking in front of supports; roof management
TD 823.97
A
1672-5050（2011）10-0045-04
2011-07-30
馬陳社（1973—），男，山西陽城人，大學本科，工程師，從事煤礦采掘技術的現(xiàn)場管理與監(jiān)督。
徐樹文
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馬陳社
（山西亞美大寧能源有限公司，山西 晉城 048114）
大采高綜采工作面架前漏頂?shù)奶幚泶胧?/p>
馬陳社
（山西亞美大寧能源有限公司，山西 晉城 048114）
通過對105大采高綜采工作面遇到復雜地質(zhì)條件時架前漏頂?shù)母櫶幚砑暗刭|(zhì)情況評價，分別從預防、技術控制和組織管理的角度，提出了大采高綜采工作面頂板管理的對策。
大采高綜采工作面；架前漏頂?shù)奶幚?；頂板管理對?/p>
大寧煤礦屬于高瓦斯礦井，礦井生產(chǎn)能力為4.0M t/a，井田面積38.8225k m2，開采3號煤層。礦井現(xiàn)布置有1個回采工作面，4個掘進工作面?；夭晒ぷ髅娌擅悍椒橐淮尾扇邌我粌A斜長壁采煤法（工作面采高控制在5.0m），綜采工藝，采用全部跨落法管理頂板。
井田東部構造形跡以褶皺為主，含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀變化不大，斷層較?。〝嗑嗖淮螅?，受古河道沖刷帶、巖性變化異常區(qū)及小型陷落柱的影響，煤層厚度變化較大。井田地質(zhì)構造復雜程度為中等。
1 105工作面概況
105綜采工作面屬3號煤層一采區(qū)東部的第5個采面，長202m，回采長度2325m。工作面煤層厚度4.4m～5.67m，平均厚度4.94m，煤層傾角2°～9°，平均傾角4°，偽頂為炭質(zhì)含炭泥巖，厚度約為0.1m～0.3m；直接頂為泥巖，厚度約為4.0m；老頂為中、細砂巖，厚度約為4.5m，機尾附近頂板巖性較好，機頭附近老頂為粉砂巖、中細砂巖和泥巖互層。直接底為泥巖，厚度約0.9m；老底為粉砂質(zhì)泥巖，厚度約為6.5m。煤層結構較復雜，有2層～4層夾矸，主要分布在煤層的中下部。地質(zhì)資料顯示回采區(qū)域共存在1個背斜、1個向斜、6個斷層（斷層落差通常為0.5m～2.5m）及三處地質(zhì)構造異常區(qū)（分別在工作面的350m～500m、750m～900m、1500m～1800m之間），地質(zhì)構造應力較集中，對回采影響較大。
工作面設備選型為：D BT2550/5500-2*3926-1750型電液控制掩護式支架，7L S 6-型雙滾筒采煤機，P F42×800k W型刮板輸送機。
2 工作面回采工藝
工藝流程：斜切進刀→割三角煤→割煤→移架→推溜→斜切進刀
支護方式：采用電液控制順序移架，鄰架操作、先降后移。正常割煤時，采用跟機順序移架的方式，移架工序滯后采煤機前滾筒1個～2個支架完成。移夠步距后立即升架，并將護幫板打至煤壁。如頂板壓力較大有漏冒危險或頂板比較破碎時，采取擦頂帶壓移架、超前移架方式，以防止頂板漏冒。
3 回采期間的頂板管理及礦壓觀測
3.1 頂板管理的基本要求
工作面頂板管理的基本要求是跟頂回采，保持頂板平整完好，不漏頂、掉頂；兩端頭頂板支護安全可靠，確保足夠的通風空間和行人安全，為回采創(chuàng)造良好的條件。
3.2 工作面礦壓觀測及預測預報
105綜采工作面共安裝液壓支架129架，所有支架P M 4控制器和支柱壓力表上均可顯示工作面支架阻力。采用支架初撐力及支架工作阻力與工作面推進距離的關系的觀測方法，即工作面支架移架后，讀出支架P M 4控制器上壓力傳感器上的讀數(shù)即為支架初撐力，當回采完一個循環(huán)采煤機割煤前可從壓力表上立即讀出最大工作阻力。初采期間，每班至少記錄2次。通過對支架工作阻力變化規(guī)律的記錄、分析，即可較為準確的掌握頂板來壓規(guī)律。
4 105工作面架前漏頂處理過程
4.1 工作面的漏冒情況
當工作面從切眼開始推進至287m位置時，30號～49號架間約28m長的區(qū)域發(fā)生漏冒，平均冒落高度為5.0m以上，片幫深度約1.5m。冒頂造成大量矸石堆積在工作面的運輸機上，致使運輸機無法正常啟動。
4.2 工作面的地質(zhì)及漏冒現(xiàn)狀評價
工作面的直接頂主要為5號左右的泥巖和碳質(zhì)泥巖，節(jié)理和裂隙比較發(fā)育，R Q D指標為0，在直接頂之上，為強度中等的3m左右的粉砂巖。
影響工作面漏頂?shù)闹饕刭|(zhì)構造有：王家莊背斜軸，從工作面中部穿過（走向N E S E向）；在工作面前方約40m～60m處，存在近東西走向的次生向斜構造；位于6041～6042橫川之間F105-1、F18斷層向工作面延伸。105工作面主要地質(zhì)構造示意圖，見圖1。
圖1105 工作面主要地質(zhì)構造示意圖
工作面的現(xiàn)狀是：30號～49號架為嚴重冒頂區(qū)域，煤壁片幫，冒落矸石充填煤幫及頂部；49號～60號架為頂板破碎區(qū)域，局部冒落，有片幫的傾向。
4.3 對漏冒區(qū)域的處理方案
4.3.1 采用錨索對漏頂區(qū)域鎖口
采用Φ17.8m m×7500m m錨索對25號架～30號架及49號架～60號架間的漏冒區(qū)域與正常區(qū)域的接茬部位進行鎖口支護，即從頂幫正常區(qū)域由外向內(nèi)在此區(qū)段的每個支架前梁距煤壁之間安裝2根錨索，其中靠近采空區(qū)的1根垂直頂板安裝，另1根偏向煤幫45°方向安裝，以防漏冒區(qū)域進一步擴大。
4.3.2 采用人工架棚的方式進行構頂
在支架下方的安全處搭設牢固可靠的工作臺，用Φ10m m的鐵鏈連接在相鄰兩個支架頂梁前的圓孔，把長3m方木的一端搭鐵鏈上，另一端支在煤幫上。將支架護幫板收回少許，使護幫板和方木相平，把木板梁構筑在方木和護幫板的上部，至少要構筑6層。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在每根方木下支設單體柱或用1.3m長的方木支設“田”字型木垛（單體柱或木垛距煤溜電纜槽擋板的距離要保持在3.5m以上，以確保采煤機有足夠的過機空間）。在棚梁下方的煤幫上，每隔2m安裝按45°傾角安裝Φ17.8×7500m m錨索，相鄰的錨索用槽鋼連接，把支在煤幫的方木一端用Φ10m m的鐵鏈固定在槽鋼上。
4.3.3 采用化學注漿（如波雷因）的辦法對頂板破碎區(qū)域及嚴重漏冒區(qū)域的頂、幫進行預加固
根據(jù)工作面冒頂和破碎區(qū)段頂板及煤幫實際情況，分兩段進行注漿：
第一注漿段重點對煤壁上方破碎的直接頂板進行加固。在30號架～49號架處沿工作面推進方向打兩排注漿孔，其中，下排孔布置8個～10個孔，距煤層頂板1.5m(孔位根據(jù)施工現(xiàn)場情況決定)，間距3m，以水平方向垂直煤壁打孔，孔深6m。上排布置9個～11個孔，沿煤層頂板分界面布置，現(xiàn)場布置錨索槽鋼梁的上部0.2m處，間距3m，以和水平方向呈5°～10°仰角垂直煤壁鉆孔，孔深6m，上排孔和下排孔呈三花眼交錯布置。孔徑均為42m m。直接頂板加固具體布置，見圖2。
圖2 直接頂板加固具體布置圖
工作面每推進2m～3m，進行下一輪注漿。預計每孔注漿量400k g。通過注漿可以使松散破碎的煤巖體粘在一起，整體性增強不易冒落，確保冒頂區(qū)不再向兩邊擴展；當?shù)刭|(zhì)條件有發(fā)生大的變化時，要及時調(diào)整注漿量和鉆孔參數(shù)。
第二注漿段對25號～30號、49號～60號（約24m）段漏冒區(qū)域與正常區(qū)域的接茬部位進行預加固，該區(qū)段煤壁和頂部已安裝錨索進行了加固，重點加固是頂板，其次是煤壁。
在工作面煤壁上部（頂板下1.5m～2m范圍）鉆孔布置兩排，每排布置8個～10個孔，間距3m，其中：上排孔距頂板1.2m；與水平夾角為15°～25°，孔深5m。下排孔距頂板1.8m、與水平夾角5°～15°，孔深5m，每孔注200k g，三花眼布置，注漿后每推進2m～3m，進行下一循環(huán)注漿，注漿后確保推溜、拉架工序正常進行，不發(fā)生影響推進的片幫、冒頂現(xiàn)象。當?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生大的變化時，要及時調(diào)整注漿量和鉆孔參數(shù)。接茬部位預加固具體布置圖，見圖3。
圖3 接茬部位預加固具體布置圖
根據(jù)破碎帶煤體的承受能力和最小抵抗面及工作面圍巖條件，當工作面供風風量不低于3m3/m i n、供風壓力不低于0.5M P a時，設計深孔注漿終壓4M P a。
本次處理工作面架前冒頂，共施工注漿鉆孔26個，實際壓注化學漿共450桶（約11.25t）。
4.4 施工效果
通過實施以上工藝，工作面連續(xù)穩(wěn)定推進，工作面每班平均向前推進5m，未發(fā)生漏冒頂事故。
5 冒頂原因分析及處理措施
5.1 地質(zhì)原因
從工作面地質(zhì)構造和綜合柱狀圖以及附近頂板現(xiàn)場取芯可以看出，受王家莊背斜、次生向斜和派生斷層的影響，在推進過程中，工作面前方出現(xiàn)了頂板及煤幫破碎區(qū)域，影響范圍分別為50m～100m和40m～60m；直接頂主要為7.1m～9.4m的灰黑色泥巖或互層結構，性軟、易碎，隨采隨冒，隨著工作面的繼續(xù)推進，王家莊背斜構造對工作面影響范圍進一步擴大，增加了架前漏冒的可能。
5.2 礦壓方面原因
由于老頂“關鍵層”的作用，老頂?shù)膩韷杭皬姸葘ぷ髅娴挠绊戄^大。根據(jù)礦山壓力理論，在工作面推進到與面長相近的距離時，即推進到200m～300m的位置時，包括地表在內(nèi)的老頂大結構失穩(wěn)折斷現(xiàn)象，易造成工作面的前方煤壁和支架的壓力增大。當工作面煤壁上方直接頂強度較低時，在動壓影響下巖層被壓酥、承載能力下降，降架后如果拉架不及時，極易引發(fā)架前漏冒現(xiàn)象；在工作面推進過程中，老頂?shù)闹芷趤韷阂矔Σ擅娴捻攷凸芾韼硪欢ǖ睦щy。
根據(jù)工作面支架的選型及綜合管理手段（如工序管理、工程質(zhì)量管理等）分析，在老頂初次來壓、周期來壓期間，在地質(zhì)構造復雜區(qū)域，發(fā)生壓垮型、推垮型冒頂?shù)目赡苄詷O小，但發(fā)生漏冒型冒頂?shù)目赡苄暂^大。
5.3 主要技術措施
在發(fā)生Ⅱ類頂板事故及以上頂板事故的情況下，需采取以下技術措施進行處理。
1）采用錨桿、錨索超前加固頂板（鎖口）、煤幫的技術。只要有效地在自由面控制煤體向下、向外的位移活動，使切頂線由煤壁逐漸向采空區(qū)轉移，恢復到支架頂梁后端，才能控制工作面煤壁側片幫、漏頂?shù)陌l(fā)生?；谏鲜龇治?，同時考慮采煤機的截割問題，采用錨桿、錨索超前加固破碎帶煤體，變被動維護為主動維護。
2）采用挑順山梁及架設走向棚的技術。割煤后，新暴露的頂板在短時間不會漏冒，只是在支架卸載前移時才可能漏冒。這樣，就可以采用挑順山梁的方法，先移頂梁完整處的支架，移架時，在所移支架前梁上沿平行工作面方向放置適當規(guī)格的木板梁，挑住附近不完整的頂板，然后再移頂板破碎處的支架。
當工作面頂板隨采隨落后，冒落的面積較大，采用挑順山梁的方法來不及支護，而且頂板條件也不允許把前梁降下來放順山梁時，可以在相鄰支架間超前架設“1梁2柱”或“1梁3柱”走向棚，在走向棚下面再架設1架～2架設臨時順山抬棚。順山棚梁應同時托住3架走向棚梁，這樣就可以將走向棚及順山抬棚的支柱撤出，支架在順山梁和走向梁的保護下前移。
3）采用煤幫和頂板的預注漿加固技術。該技術主要用于過斷層時工作面頂板破碎帶及漏頂區(qū)域與正常區(qū)域接茬部位頂幫的預加固，其原理就是利用化學漿液（如波雷因）來充填和固結圍巖(或煤層)的裂隙面，提高圍巖整體性，充分發(fā)揮圍巖整體承載能力，保持圍巖穩(wěn)定，參與巷道圍巖內(nèi)應力平衡。主要采用波雷因化學加固材料，該材料具有高度的黏合力及很好的機械性能，注射進地層以后，低黏度混合物在幾秒鐘內(nèi)滲透進入細小的裂縫后膨脹，從而有效地加固和密封處理區(qū)域。需要強調(diào)的是，依據(jù)破碎帶煤巖體的破碎情況、注漿壓力、相關理論公式和類似工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算，實際施工中通過調(diào)整漿液的膠凝速度、滲透性和注漿終壓，以保證實際有效擴散半徑不小于1.2m。
6 結語
大采高綜采工作面回采過程中的頂板管理是工作面生產(chǎn)管理和安全管理中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，105大采高綜采工作面在遇到背斜軸、次生向斜構造、斷層等復雜交錯的地質(zhì)條件的下，回采期間連續(xù)發(fā)生架前漏頂，通過采取切實可行的預防措施、技術措施及組織管理措施，工作面頂幫得到了有效的控制，實現(xiàn)了安全平穩(wěn)推進，為今后大采高綜采工作面推進中遇到類似架前漏冒后的處理及頂板管理提供了積極的對策及思路。
ManagemenTand Leaking TreatmenTfor the RooFin fronToFSupports on Fully-mechanized Mining Face with Large Mining Height
MA Chen-she
(Yamei Daning Energy Co., Jincheng Shanxi 048114)
By the tracking of roof leaking in front of supports when 105 fully-mechanized working face under complex geological condition and geological evaluation, the study proposes countermeasures for the roof management from the perspective of prevention, technology control and management.
fully-mechanized mining face with large mining height; treatment for roof leaking in front of supports; roof management
TD 823.97
A
1672-5050（2011）10-0045-04
2011-07-30
馬陳社（1973—），男，山西陽城人，大學本科，工程師，從事煤礦采掘技術的現(xiàn)場管理與監(jiān)督。
徐樹文
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