综采工作面过断层采煤方法与顶板管理

张连伟

摘 要：开滦东欢坨矿2286工作面断层较多，回采过程中断层构造可能会给工作面回采带来安全、技术和经济等方面的问题。该文针对2286工作面，谈谈综采工作面过断层采煤方法与顶板管理措施。

关键词：综采面 断层 采煤方法 顶板管理

中图分类号：T D823 99 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-0-01

开滦东欢坨矿2286工作面位于-500水平北二采区8煤层，南至北二采区运输上山，北至2号勘探线以南150 m，为北二采区首采工作面，四周无采掘工程。风道909 m，运道911 m，平均倾斜长158.1 m，总面积约为143871 m2。地面标高+21.86 m，工作面标高-276.1 m～-432.0 m。

1 煤层赋存情况与地质构造

煤层厚度3.6～4.3 m，平均3.9 m，煤层倾角6～24 °，平均18 °，煤层稳定，煤层结构简单，物理特征为半亮暗淡型，呈碎块状，为稳定煤层。煤层可采指数1.0，变异系数5.6 %，以气煤为主。

该工作面风、运道及切眼共揭露12条正断层，运道8条，风道4条。其中f241、f252、f256断层在掘进过程中都出现巷道全岩掘进现象，f241与f242断层联合作用，将煤9断至巷内，f252断层造成上盘巷道全岩长度17 m；f256断层造成上盘煤层位于风道巷底以下6.6 m位置。另外，采面内2条由三维地震控制的两条正断层DF25、DF26，虽然地测科在运道掘进时对其进行打钻探测及巷道施工实见均未发现异常，但不排除断层在采面中有影响。

该工作面断层较多，且走向多与回采方向垂直或高角度斜交，因此断层向采面内延展距离较远，对回采影响较大。该工作面范围内煤8～煤9间距较小，因此需要回采时特别注意。

2 采煤方法

2.1 巷道布置

工作面风道采用架棚支护，巷道规格29U14.0m2，运道架棚支护，巷道规格29U 14.0m2，切眼采用液压支架进行支护，支架型号ZY9200-20/42、ZYG9200-22/46、ZY9200-22/46，泄水巷采用架棚支护（局部采用锚网支护），巷道规格29U 14.0m2。

2.2 采煤工艺

（1）采煤方法采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，顶板管理采用自然垮落法，沿底回采，一次采全高。

（2）采煤工艺工作面采用MG650/1515－WD型电牵引采煤机，ZY9200-22/46、ZY9200-20/42、ZYG9200-22/46型液压支架及SGZ960/1050型中双链刮板输送机完成煤的“破、装、运、支、处”。回采工艺流程：正常情况下（滞后移架）：割煤→伸伸缩梁（护帮板）→移架→顶溜；顶板破碎时（超前移架）：割煤→伸伸缩梁（护帮板）→顶溜→移架。

割煤：采用MG650/1515－WD型电牵引采煤机割煤，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，通过滚筒的螺旋叶片配合铲煤板装煤，每刀进尺800 mm，进刀方式为端部割三角煤斜切进刀，往返一次割两刀。

伸伸缩梁：机组割煤过后，支架工要及时伸出伸缩梁护顶放下护帮板护帮，防止劈冒，必要时可进行护帮板二次护顶。

移架：支架为邻架操作，由上组支架控制下组支架（机尾末组支架除外），割煤后，沿割煤方向及时采取追机移架，移架距采煤机后滚筒4～6架，若移架速度赶不上采煤机运行时可采取插花移架，但如果顶板破碎，必须停机移架或拉超前架，以控制顶板。移架到位及时将支架升至额定初撑力后（保持操纵阀升位且大柱不再上升3 s后），手把复位，如顶板破碎时，应超前移架。

顶刮板输送机：刮板输送机弯曲长度不得小于16 m，操作时，支架工要相互配合，将刮板输送机顶向煤壁，正常情况下移刮板输送机步距不得小于800 mm，保证把刮板输送机顶直。

（3）采高确定根据煤层厚度及ZY9200-22/46型液压支架高度与MG650/1515－WD型采煤机机采高度，确定工作面平均采高为3.9 m，最小采高不低于2.4 m，最大采高不超过4.4 m（端头支架和过渡支架高度不能超过

4.2 m），煤薄时适当降低采高。

3 顶板管理

3.1 支护设计

根据《2286回采工作面安装设计》，本工作面采用ZY9200-22/46支架进行支护；另根据回采实际，为保证工作面端头支护强度，采用ZY9200－20/42型支架和ZYG9200-22/46型支架用于端头支护。本采面采用85组ZY9200-22/46型，6组ZY9200－20/42型以及2组ZYG9200-22/46型支撑掩护式液压支架支护顶板，支架强度为0.92 MPa >0.75 MPa，满足支护强度要求。本工作面直接顶平均厚度为2.88 m，垮落后不能全部充填采空区，故老顶有周期来压。

3.2 工作面出口、超前及端头顶板管理

（1）工作面风、运道出口加强支护上、下出口超前工作面煤壁20 m范围内必须加强支护，0～10 m范围内（替板范围除外）在棚梁下加打双排中柱（单体柱不够高时加打顶底托梁）；10～20 m范围内在棚梁下加打单排中柱，支柱使用DZ系列单体液压支柱。工作面上、下出口超前液压支柱必须穿好铁柱鞋，保证支柱初撑力达到90 kN。

（2）工作面超前支护顶板破碎时，在煤壁前方3～7 m范围内提前替棚子，替棚子使用3.4 m方木或3.4 m半圆，一梁五柱，两棵帮柱三趟托梁柱，使用3.0 m

（3.4 m）方子木或π钢、铰接梁配合DZ系列单体柱打托梁，上、下出口打三趟走向托梁，均匀摆布。根据转载机距运道两帮的位置不同，其两侧托梁合理摆布，转载机至下帮1～2趟，转载机至上帮1～2趟，转载机所在的梁空间距1500～1800 mm，保证行人道宽度不小于700 mm，支柱必须打在替板正下方顶梁与托梁交叉点位置。

（3）工作面端头支护上、下端头采用ZY9200-20/42型端头支架及3.7 mπ钢或3m方木配合DZ系列单体柱支护。两趟托梁间距300±100 mm交错布置，错距（沿走向）800～1000 mm。若工作面端头压力较大时，可在双趟托梁中（或一侧）加补长度不小于3.7 m的π钢或3 m方木，一梁不少于3柱，配合端头双托梁加强支护（使用滞后回棚子时，端头支护采用ZY9200-20/42型端头支架配合拱型棚子和单体柱支护）。

3.3 顶板管理

采用自然垮落法管理顶板。根据工作面顶板情况，如初采、初放、过构造、采面来压等情况顶板（煤）破碎时要铺好经纬网，联网采用走向搭接形式。上、下出口掏窝由生产班负责，老塘侧支柱边回采边回撤，风、运道端头支架大柱后保留2～3排支柱，正负偏差不大于800mm。

参考文献

[1] 李慎举，郭伟勇，马震，等.综采面直接过断层技术研究[J].煤炭科技，2010（1）.

[2] 郭守泉，彭永伟.综采工作面过断层技术综述[J].煤矿开采，2008（4）.