浅析顶板破碎综采工作面安全推进技术实践

王茂森

摘 要：工作面由于受采动压力影响顶板破碎，为保证工作面顶板安全，本文以汾西矿业水峪煤业61106综采工作面为背景，通过分析工作面基本情况，根据顶板完好情况采取不同的施工工艺及支护方法，保证了工作面的安全、快速推进。

关键词：综采;支架;稳定

破碎顶板时引起冒顶事故的重要因素，因此，对于破碎顶板进行控制是保证综采工作面安全生产的重要途径，顶板破碎一般节理裂隙较发育，附近往往存在断层、褶皱等地质构造，破碎顶板围岩强度较低，若得不到合理的控制极易引发顶板事故，通常，控制破碎顶板主要有2个方式：一是通过外力提高顶板完整性和轻度，如架棚、铺设金属网等，二是通过一定手段控制顶板结构体之间的裂隙，提高围岩自身强度，如注浆、注玛丽散等。

1 工作面概况

61106工作面位于井下六采区，地面标高915-1039m，工作面标高688-759m，工作面北邻61104工作面，南邻61108工作面，东邻7001工作面，西邻六采区大巷。工作面开采太原组之10#11#煤层，煤层平均厚度7.25m，直接顶为K2灰岩，底板为铝质泥岩，煤层结构复杂，平均倾角5°。工作面走向长度882m，倾斜长度138m，可采储量106.4万吨，工作面由运输巷、运联巷、材料巷、材联巷、切眼组成完整的生产系统，巷道均布置在11#煤层中，以3#矸作为顶板。

工作面采用长壁式综合机械化低位放顶煤全部垮落采煤法，采高为2.9m，顶煤厚度为4.35m，采放比1：1.5。采用全部垮落法管理顶板，ZF5400/17/32型支撑掩护式液压支架作为基本支架护顶，支架调节后支撑最大高度为3.2m，最小高度为1.7m。两巷超前支护采用单体支柱（2.8m、3.15m、3.5m）加π型梁（4m）进行支护。

2 机尾支架稳定措施

61106工作面因受背斜影响，煤层节理发育，顶板破碎，工作面92#-96#支架在正常推进过程中，受落山侧和采动压力影响，出现机尾四架不同程度片帮或顶板拉槽现象。

2.1 顶板完好时的稳架措施

①当煤机从机头割至机尾时，放慢割煤速度、割煤前支架要提前靠架，煤机滚筒割过后及时伸出前探梁护顶;②煤机割通机尾返刀时，当后滚筒返至89架时，再次放慢煤机速度（或停机），由支架工和端头支护工配合，第一时间从机尾向机头方向逐架顶溜靠架;当机尾90#至96#架及时靠架以后，视顶板完好情况逐渐恢复正常割煤速度;③移架时，必须带压擦顶移架，移架到位后及时打出前探梁;当端面距超过340mm时，由拉架工和端头支护工配合负责在煤壁处以1m间距进行贴帮点柱支护，贴帮支护选用2.2或2.5m单体和1.6m棚板进行支护;④采取正向割煤推溜移架，防止机尾架频繁超前靠架导致支架上窜。

2.2 顶板破碎时的稳架措施

①当工作面机尾4架有片帮、顶板破碎垮落现象时：a采取撞楔法，在支架前探梁与煤壁间，搭架2.5m或3m废旧轨道和π梁（每架不少于2根），π梁上方密铺1.6m或2.2m棚板;b煤壁底部与支架前探梁根部间，使用单体支柱进行搭接（柱头朝向前探梁）每柱距为1.2m，单体支柱煤壁侧用1.6m或2.2m棚板背严，防止落矸大量涌入溜槽。

②当工作面机尾4架煤帮、顶板稳定后，拉空溜槽内（架间）煤矸，人工将机尾4架煤壁侧下底一循环（0.6m），再进行顶溜、靠架，如此反复循环直至溜槽和支架靠紧煤壁。

③当机尾4架发生片帮、漏顶时，采取工作面机尾和材料巷注浆加固煤壁和顶板。根据3205工作面机尾煤壁、顶板完好情况，分别采用1#、2#、3#孔进行注浆。a当工作面煤壁、顶板完好，无片帮拉槽情况下，采用1#、2#孔进行注浆，加固过渡架上方顶板。1#孔位于材巷机尾超前5m范围顶板（煤帮往落山侧1米范围），1#孔走向煤帮侧与顶板成70°夹角、孔径为φ42mm、孔深7m，孔底可延伸顶板上方6.5m，延伸至工作面1.6m（到94#架）;如60°夹角孔底可延伸顶板上方6m，延伸至工作面3m（到93#架）。2#孔位于材巷机尾超前5m范围煤帮上（原巷道顶板往下1m），2#孔走向煤帮侧与煤帮成45°夹角、孔径为φ42mm、孔深7m，孔底可延伸至工作面4.6m（到92#支架），顶板上方可控3.9m;b当工作面煤壁片帮、顶板拉槽至2#煤顶板1m以上时，采用3#孔进行配合注浆管孔。3#孔位于工作面机尾90-95#架范围的煤壁上，3#孔走向垂直煤帮或45°夹角（支架下0.8米处），与顶板成45夹角、孔径为φ42mm??、孔深6m，孔底可超前延伸3-4.2m、可覆盖92-95#支架顶板上方3.2-4.2m;c注浆方式。注浆顺序根据现场实际情况优先施工破碎松软严重的钻孔位置，在注浆孔全部注浆完成后，若煤体松动严重则根据实际情况加密注浆孔，加密注浆管一是考虑注浆效果，二是方便能够准确掌握注浆料的准确走向，为最大程度的节约成本，加固浆液采用纯压式注浆一次性完成。

3 结语

61106工作面背斜顶板破碎区域，通过采用合理的补强支护方式，对工作面倾斜的支架采取合理的调架方式，保证了工作面安全通过该背斜构造，过构造期间工作面顶板支护完好，尤其是个别地段发生拉槽漏顶时，通过及时的加强支护，避免了顶板漏冒扩大化，杜绝了顶板事故。

参考文献：

[1]侯紅林.综采工作面破碎顶板综合控制研究与实践[J].能源技术与管理，2014，39（04）：92-93.

[2]郑志勇.回采工作面破碎顶板的支护技术及末采安全措施的探讨[J].河南科技，2013（11）.