综放工作面治理漏顶实践方案分析

王金鑫

(1.大同煤矿集团 云冈矿,山西　大同　037017；2.太原理工大学 矿业工程学院,山西　太原　030024)



综放工作面治理漏顶实践方案分析

王金鑫1,2

(1.大同煤矿集团 云冈矿,山西大同037017；2.太原理工大学 矿业工程学院,山西太原030024)

摘要以同煤集团云冈矿8623工作面地质条件为背景，针对该工作面发生顶板冒落的影响范围，分别从8623工作面超前范围、端头区域、工作面漏顶区域以及未漏顶区域4个位置给出不同的治理顶板冒落方案。实践表明：该方案不仅能够控制工作面顶板的冒落，使工作面能继续推进，加快了处理漏顶的速度，而且减轻了工作人员的劳动强度，提供了较为安全的工作环境。

关键词综放工作面；漏顶；治理；棚顶

1工程背景

云冈矿综采二队开采的12#层406盘区8623工作面，属低位放顶煤开采，煤层开采厚度在5.2～7.5 m，平均厚度6.4 m；工作面走向长度为1 060.3 m，倾斜长度147 m，面积155 864.4 m2. 煤层倾角1°～5°,煤层直接顶为6.33 m的粉细砂岩互层，老顶为26.54 m厚的中细粒砂岩，直接底为5.36 m厚的粉细砂岩互层。

该工作面采用五巷布置方式，工作面轨道运输巷和皮带运输巷沿煤层底板布置，两条工艺巷和顶回风巷沿煤层顶板布置。2623巷为机轨合一巷，掘宽5.5 m，掘高3.5 m；5623巷为回风运料巷，掘宽4.5 m，掘高3.7 m；2623-1巷为工艺巷，掘宽3.6 m，掘高2.6 m；2623-2巷为工艺巷，掘宽3.6 m，掘高2.6 m，5623-1巷为回风顶巷，掘宽3.6 m，掘高2 m. 工作面配置ZF10000/25/38支撑掩护式液压支架80架，ZFG10000/25/38H过渡支架7架，ZTZ20000/25/35端头支架1组。

该工作面与上覆9#层的层间距约为43 m，工作面1#～60#支架上方为宏达煤矿开采9#层的保护煤柱，60#～87#支架上方为宏达煤矿开采9#层的采空区。该工作面位于断层带，共揭露6条落差为1.1～4.0 m的正断层，与工作面斜交，预计影响范围300 m.

8623工作面开采至距切巷465 m位置遇到F1断层，断层落差4.0 m，与工作面斜交影响范围约300 m. 另外,工作面从53#支架到端头位置上覆为宏达煤矿已开采9#层的保护煤柱。断层及上覆煤柱对工作面及巷道顶板完整性影响较大。工作面进入断层初期，受断层影响， 1#～10#支架顶板冒落严重，其中1#～5#支架顶板塌落高度达10 m以上，6#～12#支架顶板塌落高度为3.0～5.0 m， 1#～10#支架端面距为1.0～3.5 m， 不仅对正常生产造成影响，在安全管理方面也存在较大隐患。

2漏顶事故治理方案

该次漏顶的主要处理方法为穿钢针棚顶并加注马丽散，为加快处理漏顶事故的速度，同时为了保证工作人员的人身安全，在穿钢针前先利用单体支柱在漏顶区域搭建临时顶棚，工作人员在临时顶棚下方进行穿钢针并棚顶工作，最终根据需要随时回撤单体支柱，完成对漏顶区域的棚顶工作。

2.12623巷超前段补强支护

1) 2623巷超前20～40 m补强支护方案。此范围采用锚索梁铺金属网、打角锚索与单体支柱进行联合支护。锚索梁选用5 m三眼梁，锚索长度8 m，直径17.8 mm，间距1 m；工作面一侧打角锚索，锚索长度为8 m，间距2 m；铺设金属网保证与巷两帮平齐；单体支护采用单体柱加走向台棚，钢梁长5 m，梁距1.5 m，钢梁与锚索梁交叉点下方支单体柱，若交叉点紧挨锚索，则在锚索两侧支设2根单体柱。若出现无法架设台棚段，则单体柱上方需支设0.8 m的π型钢梁，单体柱间距不得超过1.5 m；向工作面及巷中位置注射马丽散，注射孔间距均为5 m，孔深均为5 m.

2) 2623巷超前20 m范围补强支护方案。此范围采用锚索梁铺金属网、打角锚索与单体柱进行联合支护。锚索梁选用5 m长得三眼钢梁，锚索长度8 m，直径17.8 mm. 超前5 m范围内锚索梁间距0.3 m，超前5～15 m锚索梁间距0.5 m；工作面侧打角锚索，锚索长度为8 m，间距1 m；金属网的铺设保证与巷两帮平齐；单体支护采用单体柱加走向台棚，钢梁长5 m，梁距1.5 m，钢梁与锚索梁交叉点下方支单体柱，若交叉点紧挨锚索，则在锚索两侧支设2根单体柱，若出现无法架设台棚段，则单体柱上方需支设0.8 m长的π型钢梁，单体柱间距不得超过1.5 m；若顶板破碎严重无法打锚索梁，则须采用单体柱架设钢梁方式进行补强支护，梁距0.3 m，梁下方按0.5～1.0 m间距支设单体柱；在巷中位置向顶板注射马丽散，孔深以见顶为准，孔距5 m，向工作面注射马丽散，深孔、浅孔交错布置，间距为2.5 m，其中深孔孔深12 m，浅孔孔深5 m，距底板高度不得小于3.2 m.

2.2工作面端头位置支护措施

1) 端头位置补强支护方案。

端头支架与1#支架间间距超过0.5 m时，需在该间距内采用单体柱加走向台棚联合支护，钢梁长5 m，梁距0.5 m. 顶板破碎严重段可增加带帽单体柱数量。若两支架间距增大且碎石块较多时，需采用缩短梁距与加密单体柱来进行补强支护。

2) 端头支架处理措施。

若端头支架因倾斜其靠近下帮侧无法移动，则需采取适当的扩帮措施。提前在需要扩帮位置靠近顶板处注射马丽散，孔距5 m，高度距底板不低于3.2 m，孔深以见顶为准，尽可能垂直于煤帮打孔。扩帮高度10 m，深度0.5 m，高度与巷高平齐。

2.3工作面补强支护措施

1) 未漏顶区域补强支护。

对工作面14#～35#支架未漏顶区域采用打角锚索并加注马丽散方法补强支护。每架打1根角锚索，锚索长为8 m，直径17.8 mm. 距底板不低于3.2 m，仰角45°，注射马丽散一架一孔，孔深4 m.

2) 漏顶区域补强支护。

a) 对工作面1#～13#支架漏顶区域采用穿钢针、台棚以及支设单体柱加强支护。从13#支架开始往1#支架逐步穿设钢针对漏顶区域进行锁口。棚梁及棚顶圆木直径不小于18 cm，长度不低于4.0 m，棚梁可用11#工字钢代替。棚梁与棚顶圆木垂直布置，棚顶木间隙不大于20 cm. 支设方法为：首先在每架支架前梁垂直于煤壁固定2根单体柱，将单体柱伸出顶紧煤壁后，在单体柱上方架设圆木棚顶，然后每架支架下方打3组钢针(每组2根)，钢针上方架设垂直(圆木另一端架在支架前梁上)和平行于工作面的圆木(圆木尽可能的密集架设)，与单体柱上方圆木用铅丝固定形成掩护棚顶。棚顶时还需铺设一定厚度的尼龙网(当有大块矸石落下时起缓冲作用)。遇端面距较大区域，须采用11#工字钢梁与圆木联合棚梁后再棚顶。工作人员在掩护棚下支设单体柱(圆木交叉点位置必须支设单体柱，其余单体柱可据实际情况加密支设)，保证棚顶架梁的强度和质量。

b) 打钢针及人工棚顶时，当第一组(13#支架)钢针完成后，及时架棚梁、棚顶。棚顶木为下一组钢针外伸1.0 m作为下组钢针作业时的掩护支护，确保人员作业安全。

c) 穿钢针的孔必须垂直于工作面煤壁，架设棚梁。棚顶后必须用铅丝固定。当端面距在3.0 m以上时，棚梁必须用工字钢。

d) 架设全部完成后，采取及时前移支架，支架前梁推入钢针及棚外露下方升紧挑牢的办法，形成人工再生假顶，截住冒矸，充填前梁上方的冒落空间。

2.4工作面推进时需采取方案

1) 钢针、架棚支护完成后，工作面每推进1刀，仍需通过打角锚索加注马丽散方法对顶板进行加固，若需要则继续穿钢针架棚补强支护。对工作面所遇断层前后10 m范围必须采用打角锚索加注马丽散方法进行锁口。

2) 支护后，工作面开始推进初期，以进底刀为主，支架紧跟擦顶前移，对顶板及时进行有效支护。

3 结论

由现场实践可知，实施以上处理方案后，8623工作面顶板的冒落得到基本控制，较好地控制了工作面超前范围内顶板的变形下沉，基本达到了提前维护工作面围岩的目的；对于工作面未漏顶区域采取的措施能够较好地维护该范围内围岩的稳定性，有效防止了漏顶区域的进一步扩大；对于工作面已漏顶区域，采取以上棚顶方案后，使工作面在最短的时间内得以推进，尤其是单体柱的应用不仅使得棚顶工作面能够快速完成，还为现场工作人员提供了较安全的工作环境。云岗矿在整个治理漏顶事故期间该方案的实施取得了较大的经济效益。

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·技术经验·

(E-mail)wangjinxin198@163.com

Analysis on Practice Scheme of Roof Fall Accident

Governance in Fully Mechanized Caving Face

WANG Jinxin

AbstractTakes the geological conditions of 8623 face in Yungang coal mine of Datong coal mine group as the background. According to the affected area of roof fall occurred in the working face, respectively gives different governance roof fall program from four positions of advanced range in 8623 face, end zone, roof fall region and no roof fall region. Practice shows that the program can not only control the roof fall of the face, makes the face can continue to progress, accelerate the processing speed of roof fall, but also reduce the labor intensity of staff and provide a more secure work environment.

Key wordsFully mechanized caving face; Roof fall accident; Governance; Making false roof

中图分类号：TD355

文献标识码：B

文章编号：1672-0652(2015)05-0029-03

作者简介：王金鑫(1986—)，男，山西大同人，2010年毕业于中国矿业大学，助理工程师，主要从事煤矿生产技术工作

收稿日期：2014-03-19