大倾角极其不稳定煤层破碎复合顶板下分层开采技术研究

徐伟典 王延阁

（平顶山天安煤业股份有限公司五矿，河南平顶山 467091）

大倾角极其不稳定煤层破碎复合顶板下分层开采技术研究

徐伟典 王延阁

（平顶山天安煤业股份有限公司五矿，河南平顶山 467091）

通过分析在大倾角极其不稳定煤层破碎复合顶板下分层开采过程中遇到的顶板管理、液压支架管理、可弯曲刮板运输机管理、综采工作面的工程质量管理、综采工作面的防滑管理以及综采工作面与地质构造的管理等诸多影响因素，在综采工作面回采过程中不断地摸索研究与总结，解决了大倾角极其不稳定煤层破碎复合顶板综采工作面在回采过程中遇到的顶板破碎控制、综采设备防滑、地质构造对生产的影响，实现综采工作面的安全生产。

大倾角；不稳定煤层；破碎复合顶板；下分层

1 概述

平顶山天安煤业股份有限公司五矿二水平己二扩大采区回采的己16.17煤层不稳定，平均厚度3.5m，最厚10m以上，煤层赋存状况比较不稳定，出现鸡窝煤的状况，且存在地质构造极其复杂，煤层节理、裂隙发育，层理紊乱，倾角及煤层走向变化较大，煤层倾角局部地段达到35°以上，属于煤与瓦斯突出煤层，煤炭自然发火期短，同时该工作面为下分层开采。对于具体的地质条件在工作面回采过程中顶板控制、综采设备防滑、煤壁片帮对生产管理产生了极其严重的制约因素。

2 工作面概况

己17-22202综采工作面为五矿二水平己二扩大采区西翼第一个区段，该工作面周边煤层已采完，形成孤岛工作面，该工作面斜长150m，走向长度500m，煤层平均倾角20°，局部最大倾角35°以上，工作面从机头位置向上以17°上山掘进，中间地段以20°下山掘进，上半部分以35°上山掘进，工作面形成一个平躺的“Z”型，且工作中间地段揭露一条落差为8m-30m的正断层，由于受断层影响采面中间形成一个背斜构造，局部倾角最大达到35°以上。

3 破碎复合顶板下分层顶板管理技术

3.1 综采工作面压力监测与控制

工作面沿走向直线把支架从机头至机尾均匀分成10个组，每组支架的中间三组支架设一个压力监测分站，分站仪器安设在中间支架架箱中，然后将仪器上的压力管路联通，以便监测支架受力的相关参数。每班设专人对压力监测数值进行收集分析，对液压支架工作阻力、初撑力达不到要求的进行量化细化、对比分析，找出具体的原因，采取具体的措施。

对液压支架进行巡回检查制度，每天安排专人对支架进行摸排检修，查找液压支架的“跑、冒、滴、漏”等现象，同时每班对液压支架的立柱安全阀组进行检查，确保液压支架完好，使液压支架的初撑力和工作阻力满足设计要求和生产要求。

3.2 综采工作面顶板控制技术

在综采工作面生产过程中顶板控制是实现安全生产的重要因素。该工作面顶板管理主要从液压支架管理和工作面工程质量管理着手，在液压支架管理中，要及时调整液压支架，确保支架不出现咬架、倒架、挤架和错差架，使支架垂直工作面顶底板，支架的最大仰角不超过7°。在工程质量管理过程中，使工作面达到工作面平直、运输机平直、液压支架平直、工作面煤壁平直、工作面上下出口畅通等。

顶板管理过程中要及时拉超前架，减少工作面在回采过程中顶板暴漏的时间，使工作面顶板能及时有效地得到支护，及时控制矿山压力对顶板造成的破坏，对与综采工作面构造地段和顶板破碎地段，要超前维护和及时维护，延工作面走向架设木棚，同时在顶板控制不住的情况下载架棚子前上双层金属网，在煤壁侧架设木梁腿子，有效的控制矿山压力的煤壁的二次破坏。

4 破碎复合顶板综采设备管理技术

4.1 液压支架防滑

由于该工作面受煤层倾角影响较大，在工作面局部地段倾角达到35°以上，支架在自身重力和工作面倾角的共同影响下，极其容易向机头方向倾倒，支架倒架后，不能给工作面顶板造成有效的支护，导致压力超前移动，破坏煤壁的完整性，从而失去有效的支护。针对该工作面的具体情况，在支架过程中主要采取防滑措施，在每5组支架的相邻支架中采用支架的护帮板和直径30mm以上的运输机链子相配合拴住相邻支架下的四连杆结构，在支架自身重力倾倒的方向添加一个轴向力，使支架在自身重力与添加的轴向力相互抵消，减小支架向下倾倒的纵向力，从而确保了支架不出现下滑倾倒，使支架在最大程度上达到设计的工作阻力和初撑力，满足安全生产的需求。

4.2 可弯曲刮板运输机的防滑

在大倾角工作面，由于运输机受自身重力及工作面煤层赋存角度影响，运输机极容易下滑，造成设备损坏，同时降低了支架推移千斤顶轴向力推力，使运输机推不到位置。防止刮板输送机在大倾角工作面使用过程中下滑，在工作面回采过程中要科学合理地调整工作面的伪倾斜，使工作面与机巷形成一个钝角，增大运输机的摩擦力，人为地在运输机自身重力的方向和液压支架轴向推力方向，形成一个合力，在最大程度上消减运输机的下滑力，确保运输机在正常回采过程中不出现大幅度下滑。同时在工作面坡度较大地段，操作运输机时进行分段作业。

在与大倾角极其不稳定煤层过地质构造时，对于顶板控制更为艰难，在过地质构造前，先对构造的具体情况进行详细的对比分析，制定过构造的详细方案，提前对构造影响地段按措施进行施工，最大程度地减小构造对生产的影响，最小程度地降低人力物力的投入。

总之，通过对大倾角极其不稳定煤层破碎复合顶板下分层开采技术的不断摸索与探讨，对大倾角综采设备的防滑、极其不稳定煤层下分层开采过程中顶板控制等方面，取得了一定的技术经验和技术借鉴。

[1]徐永圻.采矿学［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2003.

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1003-5168(2014)04-0042-01