堅(jiān)硬覆巖大傾角綜采工作面安全開采保障技術(shù)研究

呂兆海，苑振山，王占亭，劉 濤，岳曉軍，岳學(xué)偉，張戈軍

(國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司，寧夏自治區(qū)銀川市，750004)

堅(jiān)硬基本頂大傾角復(fù)雜難采煤層開采過程中，刮板輸送機(jī)“上竄下滑”、煤壁片幫、擠架、飛矸等問題頻發(fā)，嚴(yán)重制約安全高效開采。國內(nèi)外諸多學(xué)者針對(duì)此類問題，開展了較為全面的研究。焦振華等[1]針對(duì)堅(jiān)硬頂板強(qiáng)度高、厚度大、節(jié)理裂隙不發(fā)育等，造成工作面初采期間頂板不易垮落，大面積懸頂導(dǎo)致應(yīng)力和能量積聚，提出采用頂板注水、定向水力壓裂、深孔預(yù)裂爆破等技術(shù)，弱化頂板力學(xué)性質(zhì)、破壞頂板整體性，縮短初次來壓步距；伍永平等[2-3]根據(jù)工作面飛矸具有動(dòng)態(tài)運(yùn)移特征，提出了飛矸沖擊危害控制方法；李東印等[4]研究了大傾角工作面設(shè)備的整體穩(wěn)定與合理的安全防護(hù)措施，提出采用“防滾矸彈板+擋矸鏈+擋矸板”的措施，解決了大塊煤矸沿刮板輸送機(jī)滾落的問題；李冬等[5]針對(duì)大傾角堅(jiān)硬頂板垮落時(shí)巖塊撞擊摩擦產(chǎn)生火花點(diǎn)燃采空區(qū)遺煤等問題，提出了深孔預(yù)裂爆破、頂板走向鉆孔及上隅角埋管的綜合抽采預(yù)防措施。國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)大傾角煤層開采過程中存在的問題進(jìn)行了大量研究，并取得了一定的成效。

基于寧東金家渠煤礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜、基巖含水性強(qiáng)、工作面基本頂堅(jiān)硬不易垮落的特點(diǎn)，筆者在借鑒國內(nèi)外學(xué)者理論及其管控措施基礎(chǔ)上，提出堅(jiān)硬覆巖大傾角工作面安全開采的保障體系[6-8]。

1 概況

金家渠煤礦首采工作面開采3號(hào)煤層，煤層平均厚度3.68 m，工作面傾角22°～35°，開采高度3.6 m，走向長(zhǎng)度1 960 m，傾斜長(zhǎng)度266 m。工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜，正常涌水量315 m3/h，最大涌水量569 m3/h。工作面直接頂厚度2 m，屬不穩(wěn)定頂板，呈塊狀，局部有滑面，完整性差；基本頂平均厚度30 m，為堅(jiān)硬粉砂巖，強(qiáng)度較高；底板堅(jiān)硬，局部夾煤屑及植物化石。工作面內(nèi)探明存在斷層6條，落差均在0.5～2.0 m。110301綜采工作面裝備配置見表1。

表1 110301工作面裝備配置及技術(shù)參數(shù)

2 工作面開采期間問題診斷

(1)開采煤層受頂板含水層影響，其上覆直羅組粗粒砂巖含水層厚度40.75～175.91 m，平均厚度在95.30 m，回采階段易發(fā)生突水事故。

(2)煤層傾角22°～35°，刮板輸送機(jī)受自重沿傾斜方向產(chǎn)生下滑力以及承受支架推移、采煤機(jī)上行過程中反作用力耦合作用，刮板輸送機(jī)下滑牽動(dòng)支架甩頭，損壞支架推移裝置，造成輸送機(jī)機(jī)頭和轉(zhuǎn)載機(jī)搭接點(diǎn)錯(cuò)位；采煤機(jī)受自重分力影響，制動(dòng)力矩過大，導(dǎo)致滑靴、行走輪、扭矩軸等設(shè)備故障。

(3)支架受法線方向的壓力減小，沿切線方向的壓力增大，支架穩(wěn)定性降低，沿工作面傾斜方向易發(fā)生傾倒、擠架等。

(4)大傾角工作面由于安全防護(hù)設(shè)施不到位，易發(fā)生大塊煤矸滾落，導(dǎo)致人員傷害和設(shè)備損壞。

(5)開采煤層為Ⅰ類易自燃煤層，最短自然發(fā)火期30 d。工作面堅(jiān)硬基本頂不易垮落，造成大面積懸頂，工作面推進(jìn)遲緩，存在自然發(fā)火傾向。

(6)大尺度懸空基本頂貯存大量的彈性能，一旦基本頂突然垮落，集聚的彈性能將快速釋放，造成設(shè)備損壞和人員傷害。工作面開采期間針對(duì)診斷出的問題采取的措施如圖1所示。

圖1 工作面采場(chǎng)狀況

3 保障體系構(gòu)建

3.1 頂板管控體系

3.1.1巷道穩(wěn)定性管控措施

工作面巷道出口暢通是確保安全開采的前提，為確保巷道頂板完整性，回風(fēng)巷及運(yùn)輸巷超前液壓?jiǎn)误w支護(hù)范圍從20 m加固到30 m，單體支柱初撐力達(dá)到5 MPa，每班檢查并補(bǔ)液；對(duì)巷道超高部位，提前施工板梁進(jìn)行維護(hù)頂板；為保障輔巷排水系統(tǒng)安全可靠，在開采前期對(duì)輔巷頂板施工錨索梁做二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

3.1.2工作面頂板管控措施

110301工作面于2019年4月22日試生產(chǎn)，初采期間直接頂隨采隨落，但由于基本頂堅(jiān)硬、厚度達(dá)30 m、節(jié)理裂隙不發(fā)育等，工作面基本頂懸空范圍上部達(dá)到26 m、下部達(dá)到50 m，采取松動(dòng)爆破方案進(jìn)行強(qiáng)制放頂，破壞基本頂完整性、縮短初次來壓步距。

(1)工作面頂板載荷及垮落步距推導(dǎo)?；卷攬?jiān)硬且厚度較大形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不隨直接頂?shù)目迓涠迓?，只考慮自身的載荷作用。

q=γh

(1)

式中：q——基本頂巖層自身載荷，kN/m2；

γ——基本頂巖層容重，取24 kN/m3；

h——基本頂巖層厚度，取30 m。

將相關(guān)數(shù)值代入式(1)計(jì)算得出，基本頂巖層自身的載荷為720 kN/m2。

工作面初次來壓步距按照兩端固定簡(jiǎn)支梁受均布載荷斷裂長(zhǎng)度考慮[9-10]，載荷為q，則頂板初次來壓步距為：

(2)

式中：σ1——基本頂巖層抗拉強(qiáng)度，取1.44 MPa。

將相關(guān)數(shù)值代入式(2)計(jì)算得到工作面初次來壓步距為60 m。

(2)預(yù)裂爆破尺度計(jì)算。對(duì)工作面采空區(qū)上覆堅(jiān)硬基本頂進(jìn)行預(yù)裂爆破，冒落后的巖石充填采空區(qū)空間，爆破有效放頂深度H：

(3)

式中：M——采高，取3.8 m；

Kp——頂板石碎脹系數(shù)，結(jié)合工作面巖性取1.35。

按照設(shè)計(jì)的炮眼仰角度為45°、60°計(jì)算，則炮眼長(zhǎng)度L：

(4)

預(yù)裂爆破就是采取爆破作業(yè)對(duì)堅(jiān)硬頂板結(jié)構(gòu)形成貫通裂隙，預(yù)裂爆破鉆孔間距取決于爆破裂隙區(qū)域直徑大小，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定預(yù)裂爆破鉆孔間距為6 m，預(yù)裂爆破炸藥為2號(hào)煤礦許用乳化炸藥，炮眼具體施工參數(shù)見表2。

圖2 炮眼布置示意圖

針對(duì)110301工作面上覆堅(jiān)硬基本頂進(jìn)行爆破預(yù)裂作業(yè)，見表2。

表2 炮眼施工參數(shù)

(1)在153號(hào)支架切頂線處向采空區(qū)方向施工炮孔，眼深10 m，炮眼與回風(fēng)巷巷道頂板夾角為60°，眼間距為1 000 mm，每眼裝藥量9 kg，爆破后爆破點(diǎn)成漏斗狀，頂板垮落高度為6 m。

(2)在73與74號(hào)支架間、62與63號(hào)支架間、45與46號(hào)支架間分別施工炮孔，炮眼開口在架前500 mm位置，炮眼深度為15 m，炮眼與工作面頂板夾角為45°，裝藥量分別為12、16、20 kg，其中在73與74號(hào)支架間、62與63號(hào)支架間施工的炮眼爆破后，頂板垮落高度達(dá)到6 m；45與46號(hào)支架間施工的炮眼爆破后，頂板未有垮落現(xiàn)象，但爆破后殘余炮孔有流水現(xiàn)象。

(3)風(fēng)巷超前位置向采空區(qū)方向施工炮孔，1號(hào)炮孔深26 m、直徑113 mm、角度30°；2號(hào)炮孔深30 m、直徑113 mm、角度27°；3號(hào)炮孔深29 m、直徑113 mm、角度30°，進(jìn)行風(fēng)巷基本頂區(qū)域強(qiáng)制放頂。

經(jīng)過多次爆破作業(yè)，2019年7月3日19∶40出現(xiàn)50號(hào)支架采空區(qū)側(cè)基本頂垮落，19∶50出現(xiàn)20～40號(hào)支架采空區(qū)側(cè)基本頂垮落，二次基本頂垮落均出現(xiàn)轟隆聲，持續(xù)5～6 s；7月4日05∶20，15～30號(hào)支架采空區(qū)側(cè)基本頂垮落，出現(xiàn)轟隆聲，持續(xù)5～6 s。當(dāng)工作面上部推進(jìn)26 m、下部推進(jìn)50 m，工作面中下部區(qū)域堅(jiān)硬基本頂初次垮落，工作面支架工作阻力由25 MPa上升到38 MPa；7月11日，工作面上部推進(jìn)35.2 m，下部推進(jìn)60.4 m，工作面支架阻力大面積超限(≥40 MPa)，泄壓閥頻繁動(dòng)作，這說明工作面基本頂已大范圍的破斷垮落，可以判斷初次來壓過程基本結(jié)束。

3.2 排水體系構(gòu)建

3.2.1導(dǎo)水裂縫帶計(jì)算

工作面開采后造成上覆巖體結(jié)構(gòu)破壞，從而誘發(fā)冒落帶和裂縫帶范圍內(nèi)巖層裂隙發(fā)育形成導(dǎo)水通道[11-12]，延安組2～6號(hào)煤層間含水層和直羅組下段含水層為主要充水水源。3號(hào)煤層頂?shù)装蹇箟簭?qiáng)度≤20 MPa，巖性以粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)砂巖為主，冒落帶、導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算公式為：

(5)

式中：Hc——冒落帶最大高度，m；

Hf——導(dǎo)水裂縫帶最大高度，m；

Hfj——導(dǎo)水裂縫帶最大高度經(jīng)驗(yàn)值，m；

M——累計(jì)采厚，m；

n——煤層開采層數(shù)。

煤層開采后導(dǎo)致頂板巖層垮落形成冒落帶和導(dǎo)水裂縫帶，由式(5)可得，3號(hào)煤層冒落帶最大高度為15.20 m，小于與上覆2號(hào)煤層的煤層間距；導(dǎo)水裂縫帶最大高度為58.60 m，經(jīng)驗(yàn)值為79.80 m，3號(hào)煤層與2號(hào)煤層間距為20.18～40.82 m，平均間距為28.47 m。其導(dǎo)水裂縫帶高度要大于其與2號(hào)煤層的煤層間距，裂隙延展貫通至上覆含水層。

3.2.2工作面疏放水工程

頂板直羅組砂巖含水層作為工作面主要充水水源，該含水層與3號(hào)煤層間距51.87 m，小于導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度58.60 m；且該含水層下方巖層為厚度9.14～23.80 m的泥巖、粉砂巖隔水層，該段泥巖為弱膠結(jié)巖層。工作面開采前進(jìn)行了1年的集中疏放水工程，單孔最大涌水量≥50 m3/h的疏放孔有21個(gè)，最大單孔涌水量高達(dá)170 m3/h。工作面機(jī)巷鋪設(shè)2趟Φ159 mm排水管路，安裝2臺(tái)75 kW潛水泵，排水能力200 m3/h；輔助巷鋪設(shè)2趟Φ219 mm鋼制、1趟Φ273 mm鋼制、1趟Φ250 mm塑鋼材料的排水管路；甲水倉安裝3臺(tái)280 kW水泵離心泵，乙水倉安裝3臺(tái)280 kW離心泵和2臺(tái)75 kW潛水泵，丙水倉安裝2臺(tái)240 kW潛水泵，確保工作面輔巷排水能力達(dá)到620～1 100 m3/h。

3.3 采場(chǎng)管控體系

3.3.1支架穩(wěn)定性控制

工作面直接頂隨采隨落、堅(jiān)硬基本頂一直懸空未垮落，造成支架接頂不實(shí)、支架工作阻力下降導(dǎo)致支架推進(jìn)困難并出現(xiàn)傾斜倒架現(xiàn)象。采取頂板“掛鋼絲繩+經(jīng)緯網(wǎng)+3 m工字鋼”和煤幫注射化學(xué)漿液固化煤壁的措施，控制住了采場(chǎng)環(huán)境惡化的趨勢(shì)，并經(jīng)過2個(gè)多月的采場(chǎng)維護(hù)和扶架措施，工作面開采條件逐步好轉(zhuǎn)，如圖3所示。

圖3 工作面頂板+煤壁管控

工作面采場(chǎng)環(huán)境災(zāi)變是一個(gè)動(dòng)態(tài)演化過程，支架傾倒失穩(wěn)首先出現(xiàn)在78～105號(hào)支架段，隨后出現(xiàn)在7～20號(hào)支架段及50～75號(hào)支架段，工作面經(jīng)歷了3個(gè)區(qū)域的維護(hù)和扶架過程。以78～105號(hào)支架段扶架為例，工作面開采至2019年5月7日時(shí)，上部?jī)H推進(jìn)12.2 m，下部?jī)H推進(jìn)25.0 m，工作面78～105號(hào)支架段偽頂、直接頂破碎，支架頂梁上方出現(xiàn)空頂，支架工作阻力接近0 MPa，為防止倒架采取以下措施。

(1)78～105號(hào)支架段頂梁前方施工4.3 m錨索，加固頂板。

(2)78～105號(hào)支架煤壁側(cè)破碎區(qū)域施工3 m長(zhǎng)注漿孔，注漿固化煤壁。

(3)分別在113、112、111、110、109、108號(hào)支架立柱上安裝拉架液壓千斤+22 t蝴蝶結(jié)+Φ100 mm鏈環(huán)，鏈環(huán)另一側(cè)捆綁在被扶傾斜支架(101、97、96、95、93、89號(hào)支架)尾梁側(cè)護(hù)位置，鏈長(zhǎng)分別為22、26、26、26、28、33 m。拉移支架時(shí)，配合側(cè)調(diào)液壓千斤將支架底座向上頂，用本架側(cè)護(hù)+單體支柱將支架頂梁向上靠，移到位后立即將支架升緊。對(duì)傾倒嚴(yán)重的支架，用2個(gè)和或多個(gè)防倒液壓千斤扶架，在支架上方用液壓千斤拉頂梁，在支架下方用液壓千斤拉底座，降架后緩慢給液壓千斤送壓。SAC電液控制系統(tǒng)反饋支架壓力狀態(tài)如圖4所示，支架頂板破碎，失穩(wěn)區(qū)域的工作阻力≤20 MPa，這是支架接頂不實(shí)的反饋；紅色為工作阻力超限支架，結(jié)合SAC電液控制系統(tǒng)，可以判斷支架受力狀態(tài)劣化的區(qū)域，進(jìn)而采取有效措施，防止支架倒架[13]。

圖4 SAC電液控制系統(tǒng)

3.3.2刮板輸送機(jī)穩(wěn)定性控制

刮板輸送機(jī)在自身重力、底板間摩擦力及支架推移過程中的推力協(xié)同作用下運(yùn)動(dòng)，刮板輸送機(jī)出現(xiàn)下滑，采取在刮板輸送機(jī)機(jī)尾段打戧柱固定，在刮板輸送機(jī)機(jī)頭前方煤幫側(cè)打設(shè)戧柱時(shí)配合倒鏈進(jìn)行控制，另外支架在推移過程中盡量弱化出現(xiàn)推移力向下的分力。

3.3.3飛煤飛矸控制

大傾角工作面大塊煤矸受重力因素影響，極易沿工作面傾斜方向發(fā)生滾落形成“飛矸”，對(duì)設(shè)備及人員造成傷害。針對(duì)飛矸形成位置、運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn)，確定防治措施。

(1)工作面全斷面掛網(wǎng)作業(yè)，轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾卸煤點(diǎn)加裝20 mm厚防護(hù)鋼板，防護(hù)板下端焊接到轉(zhuǎn)載機(jī)下側(cè)，防護(hù)板上端使用馬蹄環(huán)吊掛到端頭支架頂梁上。153號(hào)支架靠巷道側(cè)吊掛20 mm厚防護(hù)鋼板，防止拉架時(shí)破碎頂板矸石下落。工作面8號(hào)支架以下及刮板輸送機(jī)機(jī)頭正對(duì)卸煤點(diǎn)防護(hù)板處吊掛雙層鋼絲繩護(hù)網(wǎng)。8～153號(hào)架沿傾向在支架外側(cè)頂梁下掛設(shè)擋矸網(wǎng)，工作面11、30、50、70、90、110、130號(hào)支架內(nèi)行人通道各掛設(shè)1片擋矸卷簾防護(hù)網(wǎng)，防止煤壁片幫或移架時(shí)頂板漏矸產(chǎn)生飛塊傷人，形成工作面下部“全封閉”防護(hù)系統(tǒng)，減弱飛矸的撞擊力。

(2)加強(qiáng)工作面采場(chǎng)管理，確保支架護(hù)幫板支撐有效，防止煤壁片幫過程中形成大塊飛矸。

(3)在初采期間進(jìn)行調(diào)斜，支架反復(fù)支撐頂板，造成機(jī)尾附近頂板較為破碎，采用長(zhǎng)短刀交叉割煤，減少支架對(duì)頂板的擾動(dòng)次數(shù)。

(4)機(jī)巷超前回風(fēng)巷30～40 m偽斜開采，減小工作面傾角。

3.4 防滅火控制體系

建立注液氮+灌漿防控和束管監(jiān)測(cè)為主的綜合防滅火體系，如圖5所示。

圖5 束管監(jiān)測(cè)布置

首先核定風(fēng)量、合理配風(fēng)，在工作面上下隅角設(shè)置風(fēng)障，減少采空區(qū)漏風(fēng)；其次在工作面、上隅角、回風(fēng)流、采空區(qū)設(shè)置束管采樣點(diǎn)，對(duì)3號(hào)煤層自然發(fā)火指標(biāo)性氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)；最后定期開展采空區(qū)注氮和灌漿工作。

3.4.1注液氮防滅火工藝

注液氮防滅火系統(tǒng)包括1套液氮存貯及氣化裝置，工藝流程圖如6(a)所示。配置4臺(tái)TK-101A-D型150 m3低溫低壓真空儲(chǔ)罐，2臺(tái)P-101A/B液氮增壓裝置，2臺(tái)E-101A/B液氮?dú)饣b置，2臺(tái)H-101A/B電加熱輔熱裝置，1臺(tái)TK-102穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置，2臺(tái)E-102A/B儲(chǔ)罐增壓裝置，1臺(tái)E-103對(duì)空防散加熱裝置。通過加熱裝置將液氮加熱氣化形成壓力為1.00 MPa的氮?dú)猓腿牍ぷ髅娴獨(dú)夤艿老到y(tǒng)。流程如下：低溫低壓真空液氮儲(chǔ)罐出液管口連接液氮增壓裝置，提高液氮的輸送壓力至1.50 MPa；液氮流經(jīng)液氮?dú)饣b置，通過空氣對(duì)流進(jìn)行熱交換將-196 ℃液氮加熱氣化(當(dāng)環(huán)境溫度≤-10 ℃時(shí)，通過電加熱輔熱裝置氣化)，通過管路輸送至穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置，整個(gè)過程為自動(dòng)聯(lián)鎖運(yùn)行。穩(wěn)壓穩(wěn)流裝置氮?dú)馊肟趬毫?.20～1.50 MPa，出口為1.00±0.01 MPa，入口裝有自力式調(diào)節(jié)閥，把入口氮?dú)鈮毫Ψ€(wěn)壓在1.00 MPa流入到臥式氮?dú)饩彌_儲(chǔ)罐中，經(jīng)計(jì)量送入井下氮?dú)饪偣艿馈?/p>

3.4.2灌漿防滅火工藝

安裝1套MDZ-60地面固定式灌漿注膠防滅火裝備，工藝流程如圖6(b)所示。首先打開供水閥門，開啟清水泵，按照配比好的注漿流量和濃度，給制漿機(jī)供水；使用裝載機(jī)把黃土加入定量送料機(jī)料箱內(nèi)，通過帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至制漿機(jī)；制漿機(jī)把水與黃土混合、攪拌成均勻漿液，通過出漿管流入緩漿池，由渣漿泵加壓送至井下工作面。

圖6 注液氮及黃泥灌漿工藝

3.5 智能監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系

大傾角綜采工作面控制系統(tǒng)以千兆光纖環(huán)網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳送支撐，通過采用LM-SAC1.0(支架電液控系統(tǒng))、LASC高精度的三維慣導(dǎo)定位系統(tǒng)、SAV視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等裝備，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)記憶割煤、支架自動(dòng)跟機(jī)移架、直線度檢測(cè)與矯直管理，以及膠帶、泵站、采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)“三機(jī)”的聯(lián)動(dòng)及遠(yuǎn)程集控、故障自動(dòng)診斷、動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)協(xié)調(diào)、修復(fù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備分機(jī)自動(dòng)控制及設(shè)備集成控制。工作面安裝13組云臺(tái)攝像儀，具有180°內(nèi)擺動(dòng)廣角，可在地面調(diào)度指揮中心遠(yuǎn)程監(jiān)控采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。工作面“三機(jī)”成套控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，可在監(jiān)控中心實(shí)施監(jiān)測(cè)“三機(jī)”的運(yùn)行參數(shù)。自動(dòng)化開采條件下，每班生產(chǎn)能力將達(dá)到8刀、月生產(chǎn)能力20萬t。同時(shí)，工作面支架工由8人手動(dòng)作業(yè)變?yōu)?人巡檢干預(yù)操作，工作面人工工效由原來的每工90 t提升至目前的120 t，生產(chǎn)效率提高30%以上，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低25%以上。

4 保障體系構(gòu)建后的思考

(1)110301工作面自2019年4月22日中班試生產(chǎn)，由于30 m厚的中粒砂巖基本頂極為堅(jiān)硬，隨著工作面推進(jìn)，采空區(qū)基本頂始終處于大面積懸頂狀態(tài)；開切眼采用錨索梁支護(hù)，增加了基本頂?shù)某休d強(qiáng)度；加之工作面上覆炭質(zhì)泥巖偽頂、粉砂巖直接頂較為破碎，致使支架接頂不實(shí)發(fā)生傾倒；截至2019年7月5日，工作面仍在采取掛“經(jīng)緯網(wǎng)+鋼絲繩+ π型鋼梁”維護(hù)頂板和注化學(xué)漿液固化煤壁的措施，給工作面的初采初放工作造成不利影響。

(2)通過構(gòu)建大傾角工作面安全開采保障體系，有效地解決了水文地質(zhì)復(fù)雜條件下開采過程中遇到的難題，消除了水害威脅，有效控制了采場(chǎng)圍巖環(huán)境，降低了片幫、冒頂?shù)陌l(fā)生頻率，有效預(yù)防了大塊煤矸傷人，提高了工作面開采的安全系數(shù)。

(3)超前預(yù)裂堅(jiān)硬頂板巖層。后序工作面初采期間，針對(duì)堅(jiān)硬基本頂采取超前水力壓裂、爆破致裂等措施，促使堅(jiān)硬頂板在采動(dòng)效應(yīng)下及時(shí)垮落。積極引進(jìn)水力壓裂技術(shù)，在工作面采煤設(shè)備安裝之前，對(duì)后側(cè)頂板實(shí)施水力壓裂，將堅(jiān)硬巖層通過壓裂形成新生裂隙，降低巖層強(qiáng)度，破壞其完整性和穩(wěn)定性；待工作面回采后分層逐步垮落，充填采空區(qū)，對(duì)上覆巖層形成有效支撐，避免初采期間形成大面積懸頂。

(4)超前疏放富含水層。工作面初采期間未出現(xiàn)大面積突水潰水災(zāi)害，這得益于超前構(gòu)建疏放水保障體系，在后續(xù)工作面開采前，要提前施工泄水巷對(duì)工作面覆含水層水體進(jìn)行大規(guī)模疏放。工作面開采后要對(duì)離層水形成條件進(jìn)行分析，形成具備離層水體條件的工作面，要及時(shí)開展離層水疏放工程。

(5)隨著工作面開采，大坡度工作面電氣設(shè)備列車每隔300 m就要進(jìn)行一次移設(shè)，在拉移過程中，存在設(shè)備掉道傾倒、斷繩跑車等安全風(fēng)險(xiǎn)，積極研究推廣遠(yuǎn)距離供液技術(shù)，采用1 000 kW以上超大流量泵站的智能供液/配液系統(tǒng)及大于2 000 m以上的進(jìn)回液管路系統(tǒng)，解決復(fù)雜巷道環(huán)境下拉移設(shè)備列車的安全風(fēng)險(xiǎn)。