四台矿12#层81103工作面顶板管理设计

周建光

摘 要：由于四台矿中一个综采工作面受到了地质条件的制约，因此需要对其顶板管理进行反复论证，最终形成最优的设计方案。

关键词：工作面；煤矿；顺槽；支柱

中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0060-02

同煤集团四台矿12#层81103工作面位于四台矿井田12#层412盘区东翼，采用三巷布置，包括一条盘曲轨道巷、

一条盘区皮带巷和一条盘区回风巷。其中，81216切巷为稳设备巷，21216巷为进风、运煤顺槽，51216巷为回风、运料顺槽。通过对顶板管理方案进行反复论证，最后形成了最优的设计方案，即采用ZZ5600/14/28型支撑掩护式支架管理顶板支护，采用自然垮落法辅以人工强制放顶的方法处理采空区，最小控顶距5.14 m，最大控顶距5.94 m。

1 运输巷、回风巷的顶板管理

1.1 支护方式

51216巷的支护方式为锚索、锚杆、钢带支护，三排锚杆，排间距为0.9 m×1.0 m，两排锚索，排间距为1.5 m×3.0 m；21216巷的支护方式为锚索、锚杆、钢带支护，四排锚杆，排间距为1.0 m×1.0 m，两排锚索，排间距为1.4 m×3.0 m。

1.2 两顺槽超前支护

工作面两顺槽巷的超前支护均使用DZ31.5、DZ35型单体液压支柱和2.4 m、0.8 m长的π型花边梁进行支设。花边梁应垂直于巷道布置，巷道支护应在距离工作面煤壁的20 m范围内，柱距1.0 m。支柱防倒、钢梁防掉装置的初撑力不小于90 kN。

51216巷的超前支护从工作面煤壁起距巷道中心线1.0 m处和中心线处开始支设，20 m范围内支设三排，一梁三柱，排距1.0 m，柱距1.0 m，并将其均匀布置在巷中线和中线两侧，中间一排单体支在花边梁的正中位置，共支设60根。

21216巷的超前支护从工作面煤壁起在工作面煤帮一侧支设两排单体柱，排间距0.8 m×1.0 m，一梁两柱，两排单体柱分别支在花边梁长度方向的1/3处（2.4 m长的π型花边梁）；在煤柱侧支设一排单体柱，柱距1.0 m ，单体柱支在花边梁的的正中位置（0.8 m长的π型花边梁），特殊情况下可以支在花边梁长度方向的2/3以内，在20 m范围内支设三排，每排单体支柱距同侧煤壁为0.8 m，共支设60根。在工作面侧距转载机最突出部分不小于0.5 m，在煤柱侧距转载机最突出部分不小于0.3 m。

1.3 加强支护

当工作面两顺槽顶板破碎、压力增大时，端头支护柱距调整为0.8 m，超前支护距离调整为三排40 m，柱距调整为0.8 m。当顶板严重破碎时，要及时根据专项措施进行处理。

2 工作面安全出口的管理和要求

工作面上下的端头支护均由工作面头尾各两个支架作为端头支架支设在巷中，将DZ31.5、DZ35型单体液压支柱和0.8 m π型花边梁均匀支在端头支架与煤帮中间。花边梁应垂直于煤帮布置，单体支应在花边梁的正中位置。在特殊情况下，花边梁可以倾斜布置，柱距1.0 m，支设范围为切顶线至煤壁线。当工作面头、尾端头支架距离煤帮小于0.8 m时，端头不能进行加强支护操作；当头、尾端头支架距离煤帮0.8～1.6 m时，平行顺槽在支架与煤壁中间支设一排单体支柱，共6根；当端头支架至煤帮的距离为1.6～2.5 m时，在支架与煤壁中间均匀支设两排单体支柱，排距为0.8 m，共 9根。

端头支柱防倒、钢梁防掉装置必须齐全、有效，初撑力不小于90 kN。当端头顶板严重破碎时，由本班上岗干部根据现场情况增加支护。

工作面安全出口的要求：工作面安全出口必须设专人清理、维护，确保巷道高度不低于1.8 m，行人道宽度不小于0.8 m；要保证支护的齐全、安全和畅通，且不影响行人。

超前、端头支护不能提前回收，每个循环只回收一个循环距离的单体支柱。在煤柱侧的超前单体支柱在进入切顶线前进行回收。

严禁端头支架前移作业与回端头单体液压支柱回出作业同时进行，应先回出单体液压支柱，再进行端头支架前移作业。回单体液压支柱必须在机组割通头尾前20 m回出。

单体支柱防倒、钢梁防掉装置的使用要求为：单体支柱防倒装置统一安装在支柱1/2处；卸载支柱时，先将支柱防倒装置固定盒上的紧固螺栓松开，将固定盒推向支柱的一侧，然后将两根防倒片紧固螺栓松开，人工抬出工作面；升柱后，先将两根防倒片重合用螺栓紧固好，然后将固定盒推向两根支柱的之间并紧固螺栓固定好；钢梁防掉装置统一安装在单体支柱的柱头处；支柱卸载时，先将钢梁防掉装置的紧固螺栓松开，取下防掉装置，然后再卸支柱。

3 工作面机道管理

工作面割煤采用双向割煤，即两端头斜切进刀，往返一次进两刀。支架初撑力不得小于24 MPa。

如果工作面压力较大，工作面移架则采用擦顶移架和支架滞后采煤机前滚筒（割顶煤滚筒）2～4架，移架时，机组司机必须站在没有拉架的安全地点，防止拉架时挤住机组司机。移架作业严禁在机组后滚筒上方进行，并要与机组后滚筒保持一定的距离，防止滚筒切割支架前梁。

移架时必须坚持使用护壁板，并在操作时一同伸出护壁板，护壁板必须伸平。机组在割煤时，当机组前方距割顶煤滚筒4～6架时，必须及时收回护壁板。在作业时，移架和伸收护壁板不能保证与机组割顶煤滚筒之间的距离，因此必须降低采煤机的速度或停机，然后移架和伸、收护壁板。严禁机组切割支架。

4 支护材料的数量和备用材料的存放

工作面使用的单体柱规格为DZ31.5，共132根；0.8 mπ型花边梁30根，2.4 mπ型花边梁40根。

工作面备用材料：坑木（小头直径18 cm以上），4 m长坑木20根，2 m长坑木20根，2 m长半圆木20根；3.4 m长的11#工字钢20根；2 m长的φ30 mm棚环10个；18K铁道2.5 m、3.0 m、4.0 m各5根且每根打4个φ18的孔，将其整齐码放在风门里面指定的运料巷中；在距工作面100 m范围内的地方备好DZ31.5、DZ35型单体支柱各10根。

备用支护材料必须整齐码放在运料巷内，不得影响通风、行人走动和运料。随着工作面的推进，备用支护材料应及时前移，并挂上标志牌。

5 放顶工作

当工作面采宽达到15 m时，如果古塘悬板没有垮落，工作面就要停止割煤，并由技措队在工作面布置初次放顶眼，当工作面煤壁距切巷古塘侧煤壁18 m，且炮眼距支架切顶线1.2～1.5 m时，开始放顶作业。

为保证放顶效果，工作面两顺槽内的锚栓托板、锚索板在进入放顶线前必须全部拆除，但如果顶板破碎、压力增大的情况下可以不拆。初次放顶后，要将古塘侧顶板拉开3～4 m的槽。顶板的冒落高度普遍大于采高的1.5倍以上，以破坏古塘顶板的完整性。

如果工作面尾端头上的隅角瓦斯浓度过高，则不能进行循环放顶作业。如果尾端头悬板的面积超过2×5 m2，则必须加强端头支护。初次放顶完成后，随着工作面推进，循环放顶眼只布置在皮带的顺槽顶板上。回风顺槽不布置炮孔放顶，如果需要放顶，就必须制订专门的措施才能进行，循环放顶步距6 m。当炮孔距切顶线1.2～1.5 m时，才能进行放炮作业。

工作面在正常开采时，落三角悬板和工作面悬板的面积不得超过2 m×5 m，否则，工作面就必须进行局部放顶操作。

〔编辑：王霞〕

Abstract： As one of four mines in fully mechanized coal face has been constrained geological conditions， hence the need for repeated demonstration of its roof management， eventually forming the optimal design.

Key words： face； coal； trough； pillar