厚煤层综采工作面过背斜构造技术实践

程赵兵

（山西焦煤汾西矿业集团水峪煤矿， 山西 孝义 032302）

1 工作面概述

61123工作面开采太原组之10+11号煤层，煤层平均厚度7.19 m，直接顶为页岩，老顶为K2石灰岩，底板为铝质泥岩，煤层结构复杂，煤层倾角0°～8°平均倾角4°。工作面走向长度1 403 m，倾斜长度155 m，可采储量188.5万t。

61123工作面是由运输巷、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号煤层中，以3号矸作为顶板。

61123运输巷通过出煤联巷以及溜煤眼与六采皮带巷联通，构成运煤系统；材联巷通过与六采轨道巷联通构成进风、行人、运料系统；运出煤联巷通过与六采回风巷联通构成回风系统。

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2.9 m，顶煤厚度为4.29 m，采放比为1∶1.47，如表1所示。

表1 工作面煤层顶底板情况

工作面采用全部垮落法管理顶板，采用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3.2 m，最小高度为1.7 m。两巷超前支护采用单体支柱（2.8 m、3.15 m、3.5 m）加π型梁（4 m）进行支护。具体形式为：π型梁垂直于巷道布置，单体支柱支设在π型梁正下方，保证“一梁三柱”，排距不得超过1.0 m，材、运两巷距两帮0.3 m处各加一排单体支柱，在材料巷中间一排单体支柱以设备列车为准，支设在人行道侧距设备列车最突出部分0.3 m处。运输巷中间一排单体柱支设在距转载机自移装置0.3 m处，人行道宽度不小于0.8 m，以不影响推移转载机为准。机头采用两架 ZPT8000/16/30型排头架和一架ZFG5400/17/32H型过渡架、机尾采用三架ZFG5400/17/32H型过渡架分别配合π型梁和点柱联合支护端头顶板。

2 工作面构造情况

工作面68号～95号支架出现背斜构造，80号—75号支架间割碳质泥岩300～800 mm，74号—69号支架间割铝土1 500～1 800 mm，受煤层节理发育影响，且煤层厚度、倾角发生变化，导致工作面局部支架出现煤壁滚帮严重、拉槽漏顶、支架倾斜现象。

3 加强支护及调架方式

3.1 加强支护

1）遇顶板破碎、煤壁滚帮地点，必须及时超前移架进行支护，顶梁接顶严密，护帮板护紧煤壁。

2）工作面发生拉槽漏顶时，应立即停止前部刮板输送机和采煤机，并闭锁。

3）处理拉槽漏顶前，根据现场情况备足支护材料（大梁、棚板、单体支柱等）、工具，派专人观察顶板及煤壁情况，发现异常立即撤出人员，待安全后方可进入作业。

4）处理拉槽漏顶时，根据实际情况，贴煤壁用单体支柱配合支架挑大梁护顶，单体支柱柱爪挑住大梁，柱腿支设在支架合适、稳固的部位，同时在硬接触部位加垫柔性材料（皮带、柱帽、木楔等），防止打滑伤人和损坏设备。同时用不少于3组双股铁丝（12号）将单体支柱固定牢靠，防止掉下伤人，给单体支柱注液采用远距离操作阀组（避开漏顶支架三架以外支架）注液。注液时，应加紧单体支柱，使大梁护紧煤壁，整个操作过程无关人员必须撤至安全地点待命。

5）待刮板输送机内的煤、石清理干净后，启动前部刮板输送机，同时安排专人观察漏顶区顶板、煤壁、支架及大梁支护情况，发现大梁和护帮单体支柱松动或其他异常时，应立即停止并闭锁刮板输送机进行处理或给护帮单体支柱补液，处理完后方可开机作业。采煤机通过漏顶区段后，及时给护帮单体支柱补液，支护好顶板及煤壁，避免大梁悬空。

7）移设漏顶地段支架时，应先将漏顶区的支架由两侧向中间逐步移设。护顶大梁由中间待移支架配合单体支柱挑住，操作方法与第4步骤相同。确保中间待移支架挑住大梁且固定稳固后，对两侧支架逐架移设，同时用前梁挑住大梁。两侧支架移设完后，再对中间支架移设。如遇顶板破碎、煤壁滚帮严重时，继续采取上述方法进行循环作业。

8）移设该地段支架时，必须采取带压擦顶方式进行移架。

3.2 调整支架

1）调架前先将所调支架内及与相邻架间的浮煤（矸）清理干净，以防影响工作面正常移溜、调架。调架坚持边推边调的原则。

2）调架方法：一是调架应逐架进行。首先收回右侧相邻支架的侧护板，留出调正空间，如顶板破碎，收回侧护板后及时使用单体支柱加棚板进行维护，以防漏顶。调架时再将单体支柱撤出。二是调架时，选择合适的位置，用单体支柱和选择合适的油缸配合链子进行调架作业。在顶梁下方沿顶梁纵向打两根单体支柱，向机尾方向斜戗支架顶梁，并合理利用好支架侧护板进行调架作业。三是调架戗柱采用远距离阀片控制，液枪的高压液管必须接在距作业地点两架外支架阀组上。拉架时边拉支架边给戗柱供液，使支架顶梁靠住相邻支架，然后升紧支架。四是对于倾斜或未调正的支架，应支设最少两根戗柱或伸出支架侧护板，防止支架继续倾斜。

3）单体支柱应打在支架、溜子等不易损环的坚固部位，与支架、溜子等硬接触部位应垫柔性材料防止损坏设备或滑脱伤人。

4）调架过程中，如果需要进入刮板输送机中作业，必须闭锁刮板输送机和采煤机开关，作业中或作业完毕后需开启刮板输送机时，则须由专人发出信号并待信号返回后，方可起动刮板输送机，以防误操作伤人。如需拉空溜子时，所有人员全部撤出溜子方准启动。

5）调架过程中，如遇拉槽漏顶严重造成压死溜子时，严禁频繁启动溜子，防止设备损坏，应及时组织人员将溜槽内的煤（矸）清理干净后再进行运转。

4 结语

61123工作面因受背斜影响，煤层节理发育，使得顶板破碎。通过采用合理的补强支护方式，并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有效，尤其是当在个别地段发生拉槽漏顶时，通过及时加强支护，避免了顶板漏冒扩大化，杜绝了顶板事故。