厚煤層綜采工作面過背斜構(gòu)造技術(shù)實踐

程趙兵

（山西焦煤汾西礦業(yè)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?guī)r，底板為鋁質(zhì)泥巖，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)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(lián)巷、材料巷、材聯(lián)巷、切眼組成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，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(lián)巷以及溜煤眼與六采皮帶巷聯(lián)通，構(gòu)成運煤系統(tǒng)；材聯(lián)巷通過與六采軌道巷聯(lián)通構(gòu)成進風(fēng)、行人、運料系統(tǒng)；運出煤聯(lián)巷通過與六采回風(fēng)巷聯(lián)通構(gòu)成回風(fēng)系統(tǒng)。

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?shù)装迩闆r

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(diào)節(jié)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(shè)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(shè)備列車為準(zhǔn)，支設(shè)在人行道側(cè)距設(shè)備列車最突出部分0.3 m處。運輸巷中間一排單體柱支設(shè)在距轉(zhuǎn)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(zhuǎn)載機為準(zhǔn)。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(lián)合支護端頭頂板。

2 工作面構(gòu)造情況

工作面68號～95號支架出現(xiàn)背斜構(gòu)造，80號—75號支架間割碳質(zhì)泥巖300～800 mm，74號—69號支架間割鋁土1 500～1 800 mm，受煤層節(jié)理發(fā)育影響，且煤層厚度、傾角發(fā)生變化，導(dǎo)致工作面局部支架出現(xiàn)煤壁滾幫嚴(yán)重、拉槽漏頂、支架傾斜現(xiàn)象。

3 加強支護及調(diào)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(yán)密，護幫板護緊煤壁。

2）工作面發(fā)生拉槽漏頂時，應(yīng)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(jù)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)異常立即撤出人員，待安全后方可進入作業(yè)。

4）處理拉槽漏頂時，根據(jù)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(shè)在支架合適、穩(wěn)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(shè)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(yuǎn)距離操作閥組（避開漏頂支架三架以外支架）注液。注液時，應(yīng)加緊單體支柱，使大梁護緊煤壁，整個操作過程無關(guān)人員必須撤至安全地點待命。

5）待刮板輸送機內(nèi)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(qū)頂板、煤壁、支架及大梁支護情況，發(fā)現(xiàn)大梁和護幫單體支柱松動或其他異常時，應(yīng)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(yè)。采煤機通過漏頂區(qū)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(shè)漏頂?shù)囟沃Ъ軙r，應(yīng)先將漏頂區(qū)的支架由兩側(cè)向中間逐步移設(shè)。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(wěn)固后，對兩側(cè)支架逐架移設(shè)，同時用前梁挑住大梁。兩側(cè)支架移設(shè)完后，再對中間支架移設(shè)。如遇頂板破碎、煤壁滾幫嚴(yán)重時，繼續(xù)采取上述方法進行循環(huán)作業(yè)。

8）移設(shè)該地段支架時，必須采取帶壓擦頂方式進行移架。

3.2 調(diào)整支架

1）調(diào)架前先將所調(diào)支架內(nèi)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(diào)架。調(diào)架堅持邊推邊調(diào)的原則。

2）調(diào)架方法：一是調(diào)架應(yīng)逐架進行。首先收回右側(cè)相鄰支架的側(cè)護板，留出調(diào)正空間，如頂板破碎，收回側(cè)護板后及時使用單體支柱加棚板進行維護，以防漏頂。調(diào)架時再將單體支柱撤出。二是調(diào)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(diào)架作業(yè)。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(cè)護板進行調(diào)架作業(yè)。三是調(diào)架戧柱采用遠(yuǎn)距離閥片控制，液槍的高壓液管必須接在距作業(yè)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(diào)正的支架，應(yīng)支設(shè)最少兩根戧柱或伸出支架側(cè)護板，防止支架繼續(xù)傾斜。

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

4）調(diào)架過程中，如果需要進入刮板輸送機中作業(yè)，必須閉鎖刮板輸送機和采煤機開關(guān)，作業(yè)中或作業(yè)完畢后需開啟刮板輸送機時，則須由專人發(fā)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(zhǔn)啟動。

5）調(diào)架過程中，如遇拉槽漏頂嚴(yán)重造成壓死溜子時，嚴(yán)禁頻繁啟動溜子，防止設(shè)備損壞，應(yīng)及時組織人員將溜槽內(nèi)的煤（矸）清理干凈后再進行運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

61123工作面因受背斜影響，煤層節(jié)理發(fā)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(diào)架方式，保證了工作面安全通過該背斜構(gòu)造，過構(gòu)造期間工作面頂板支護有效，尤其是當(dāng)在個別地段發(fā)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。