王金鑫

(1.大同煤礦集團(tuán) 云岡礦,山西　大同　037017；2.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院,山西　太原　030024)

?

綜放工作面治理漏頂實(shí)踐方案分析

王金鑫1,2

(1.大同煤礦集團(tuán) 云岡礦,山西大同037017；2.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院,山西太原030024)

摘要以同煤集團(tuán)云岡礦8623工作面地質(zhì)條件為背景，針對(duì)該工作面發(fā)生頂板冒落的影響范圍，分別從8623工作面超前范圍、端頭區(qū)域、工作面漏頂區(qū)域以及未漏頂區(qū)域4個(gè)位置給出不同的治理頂板冒落方案。實(shí)踐表明：該方案不僅能夠控制工作面頂板的冒落，使工作面能繼續(xù)推進(jìn)，加快了處理漏頂?shù)乃俣?，而且減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提供了較為安全的工作環(huán)境。

關(guān)鍵詞綜放工作面；漏頂；治理；棚頂

1工程背景

云岡礦綜采二隊(duì)開(kāi)采的12#層406盤(pán)區(qū)8623工作面，屬低位放頂煤開(kāi)采，煤層開(kāi)采厚度在5.2～7.5 m，平均厚度6.4 m；工作面走向長(zhǎng)度為1 060.3 m，傾斜長(zhǎng)度147 m，面積155 864.4 m2. 煤層傾角1°～5°,煤層直接頂為6.33 m的粉細(xì)砂巖互層，老頂為26.54 m厚的中細(xì)粒砂巖，直接底為5.36 m厚的粉細(xì)砂巖互層。

該工作面采用五巷布置方式，工作面軌道運(yùn)輸巷和皮帶運(yùn)輸巷沿煤層底板布置，兩條工藝巷和頂回風(fēng)巷沿煤層頂板布置。2623巷為機(jī)軌合一巷，掘?qū)?.5 m，掘高3.5 m；5623巷為回風(fēng)運(yùn)料巷，掘?qū)?.5 m，掘高3.7 m；2623-1巷為工藝巷，掘?qū)?.6 m，掘高2.6 m；2623-2巷為工藝巷，掘?qū)?.6 m，掘高2.6 m，5623-1巷為回風(fēng)頂巷，掘?qū)?.6 m，掘高2 m. 工作面配置ZF10000/25/38支撐掩護(hù)式液壓支架80架，ZFG10000/25/38H過(guò)渡支架7架，ZTZ20000/25/35端頭支架1組。

該工作面與上覆9#層的層間距約為43 m，工作面1#～60#支架上方為宏達(dá)煤礦開(kāi)采9#層的保護(hù)煤柱，60#～87#支架上方為宏達(dá)煤礦開(kāi)采9#層的采空區(qū)。該工作面位于斷層帶，共揭露6條落差為1.1～4.0 m的正斷層，與工作面斜交，預(yù)計(jì)影響范圍300 m.

8623工作面開(kāi)采至距切巷465 m位置遇到F1斷層，斷層落差4.0 m，與工作面斜交影響范圍約300 m. 另外,工作面從53#支架到端頭位置上覆為宏達(dá)煤礦已開(kāi)采9#層的保護(hù)煤柱。斷層及上覆煤柱對(duì)工作面及巷道頂板完整性影響較大。工作面進(jìn)入斷層初期，受斷層影響， 1#～10#支架頂板冒落嚴(yán)重，其中1#～5#支架頂板塌落高度達(dá)10 m以上，6#～12#支架頂板塌落高度為3.0～5.0 m， 1#～10#支架端面距為1.0～3.5 m， 不僅對(duì)正常生產(chǎn)造成影響，在安全管理方面也存在較大隱患。

2漏頂事故治理方案

該次漏頂?shù)闹饕幚矸椒榇╀撫樑镯敳⒓幼ⅠR麗散，為加快處理漏頂事故的速度，同時(shí)為了保證工作人員的人身安全，在穿鋼針前先利用單體支柱在漏頂區(qū)域搭建臨時(shí)頂棚，工作人員在臨時(shí)頂棚下方進(jìn)行穿鋼針并棚頂工作，最終根據(jù)需要隨時(shí)回撤單體支柱，完成對(duì)漏頂區(qū)域的棚頂工作。

2.12623巷超前段補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)

1) 2623巷超前20～40 m補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案。此范圍采用錨索梁鋪金屬網(wǎng)、打角錨索與單體支柱進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。錨索梁選用5 m三眼梁，錨索長(zhǎng)度8 m，直徑17.8 mm，間距1 m；工作面一側(cè)打角錨索，錨索長(zhǎng)度為8 m，間距2 m；鋪設(shè)金屬網(wǎng)保證與巷兩幫平齊；單體支護(hù)采用單體柱加走向臺(tái)棚，鋼梁長(zhǎng)5 m，梁距1.5 m，鋼梁與錨索梁交叉點(diǎn)下方支單體柱，若交叉點(diǎn)緊挨錨索，則在錨索兩側(cè)支設(shè)2根單體柱。若出現(xiàn)無(wú)法架設(shè)臺(tái)棚段，則單體柱上方需支設(shè)0.8 m的π型鋼梁，單體柱間距不得超過(guò)1.5 m；向工作面及巷中位置注射馬麗散，注射孔間距均為5 m，孔深均為5 m.

2) 2623巷超前20 m范圍補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案。此范圍采用錨索梁鋪金屬網(wǎng)、打角錨索與單體柱進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。錨索梁選用5 m長(zhǎng)得三眼鋼梁，錨索長(zhǎng)度8 m，直徑17.8 mm. 超前5 m范圍內(nèi)錨索梁間距0.3 m，超前5～15 m錨索梁間距0.5 m；工作面?zhèn)却蚪清^索，錨索長(zhǎng)度為8 m，間距1 m；金屬網(wǎng)的鋪設(shè)保證與巷兩幫平齊；單體支護(hù)采用單體柱加走向臺(tái)棚，鋼梁長(zhǎng)5 m，梁距1.5 m，鋼梁與錨索梁交叉點(diǎn)下方支單體柱，若交叉點(diǎn)緊挨錨索，則在錨索兩側(cè)支設(shè)2根單體柱，若出現(xiàn)無(wú)法架設(shè)臺(tái)棚段，則單體柱上方需支設(shè)0.8 m長(zhǎng)的π型鋼梁，單體柱間距不得超過(guò)1.5 m；若頂板破碎嚴(yán)重?zé)o法打錨索梁，則須采用單體柱架設(shè)鋼梁方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，梁距0.3 m，梁下方按0.5～1.0 m間距支設(shè)單體柱；在巷中位置向頂板注射馬麗散，孔深以見(jiàn)頂為準(zhǔn)，孔距5 m，向工作面注射馬麗散，深孔、淺孔交錯(cuò)布置，間距為2.5 m，其中深孔孔深12 m，淺孔孔深5 m，距底板高度不得小于3.2 m.

2.2工作面端頭位置支護(hù)措施

1) 端頭位置補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案。

端頭支架與1#支架間間距超過(guò)0.5 m時(shí)，需在該間距內(nèi)采用單體柱加走向臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù)，鋼梁長(zhǎng)5 m，梁距0.5 m. 頂板破碎嚴(yán)重段可增加帶帽單體柱數(shù)量。若兩支架間距增大且碎石塊較多時(shí)，需采用縮短梁距與加密單體柱來(lái)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

2) 端頭支架處理措施。

若端頭支架因傾斜其靠近下幫側(cè)無(wú)法移動(dòng)，則需采取適當(dāng)?shù)臄U(kuò)幫措施。提前在需要擴(kuò)幫位置靠近頂板處注射馬麗散，孔距5 m，高度距底板不低于3.2 m，孔深以見(jiàn)頂為準(zhǔn)，盡可能垂直于煤幫打孔。擴(kuò)幫高度10 m，深度0.5 m，高度與巷高平齊。

2.3工作面補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施

1) 未漏頂區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

對(duì)工作面14#～35#支架未漏頂區(qū)域采用打角錨索并加注馬麗散方法補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。每架打1根角錨索，錨索長(zhǎng)為8 m，直徑17.8 mm. 距底板不低于3.2 m，仰角45°，注射馬麗散一架一孔，孔深4 m.

2) 漏頂區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

a) 對(duì)工作面1#～13#支架漏頂區(qū)域采用穿鋼針、臺(tái)棚以及支設(shè)單體柱加強(qiáng)支護(hù)。從13#支架開(kāi)始往1#支架逐步穿設(shè)鋼針對(duì)漏頂區(qū)域進(jìn)行鎖口。棚梁及棚頂圓木直徑不小于18 cm，長(zhǎng)度不低于4.0 m，棚梁可用11#工字鋼代替。棚梁與棚頂圓木垂直布置，棚頂木間隙不大于20 cm. 支設(shè)方法為：首先在每架支架前梁垂直于煤壁固定2根單體柱，將單體柱伸出頂緊煤壁后，在單體柱上方架設(shè)圓木棚頂，然后每架支架下方打3組鋼針(每組2根)，鋼針上方架設(shè)垂直(圓木另一端架在支架前梁上)和平行于工作面的圓木(圓木盡可能的密集架設(shè))，與單體柱上方圓木用鉛絲固定形成掩護(hù)棚頂。棚頂時(shí)還需鋪設(shè)一定厚度的尼龍網(wǎng)(當(dāng)有大塊矸石落下時(shí)起緩沖作用)。遇端面距較大區(qū)域，須采用11#工字鋼梁與圓木聯(lián)合棚梁后再棚頂。工作人員在掩護(hù)棚下支設(shè)單體柱(圓木交叉點(diǎn)位置必須支設(shè)單體柱，其余單體柱可據(jù)實(shí)際情況加密支設(shè))，保證棚頂架梁的強(qiáng)度和質(zhì)量。

b) 打鋼針及人工棚頂時(shí)，當(dāng)?shù)谝唤M(13#支架)鋼針完成后，及時(shí)架棚梁、棚頂。棚頂木為下一組鋼針外伸1.0 m作為下組鋼針作業(yè)時(shí)的掩護(hù)支護(hù)，確保人員作業(yè)安全。

c) 穿鋼針的孔必須垂直于工作面煤壁，架設(shè)棚梁。棚頂后必須用鉛絲固定。當(dāng)端面距在3.0 m以上時(shí)，棚梁必須用工字鋼。

d) 架設(shè)全部完成后，采取及時(shí)前移支架，支架前梁推入鋼針及棚外露下方升緊挑牢的辦法，形成人工再生假頂，截住冒矸，充填前梁上方的冒落空間。

2.4工作面推進(jìn)時(shí)需采取方案

1) 鋼針、架棚支護(hù)完成后，工作面每推進(jìn)1刀，仍需通過(guò)打角錨索加注馬麗散方法對(duì)頂板進(jìn)行加固，若需要?jiǎng)t繼續(xù)穿鋼針架棚補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。對(duì)工作面所遇斷層前后10 m范圍必須采用打角錨索加注馬麗散方法進(jìn)行鎖口。

2) 支護(hù)后，工作面開(kāi)始推進(jìn)初期，以進(jìn)底刀為主，支架緊跟擦頂前移，對(duì)頂板及時(shí)進(jìn)行有效支護(hù)。

3 結(jié)論

由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐可知，實(shí)施以上處理方案后，8623工作面頂板的冒落得到基本控制，較好地控制了工作面超前范圍內(nèi)頂板的變形下沉，基本達(dá)到了提前維護(hù)工作面圍巖的目的；對(duì)于工作面未漏頂區(qū)域采取的措施能夠較好地維護(hù)該范圍內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性，有效防止了漏頂區(qū)域的進(jìn)一步擴(kuò)大；對(duì)于工作面已漏頂區(qū)域，采取以上棚頂方案后，使工作面在最短的時(shí)間內(nèi)得以推進(jìn)，尤其是單體柱的應(yīng)用不僅使得棚頂工作面能夠快速完成，還為現(xiàn)場(chǎng)工作人員提供了較安全的工作環(huán)境。云崗礦在整個(gè)治理漏頂事故期間該方案的實(shí)施取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]徐永圻.煤礦開(kāi)采學(xué)[M].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000：125-128.

[2]劉樹(shù)林,劉慶偉.淺談綜采工作面過(guò)漏頂[J].同煤科技，2004(12):14-16.

[3]丁武杰.塔山礦主平峒機(jī)頭峒室過(guò)漏頂技術(shù)[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2006,16(3):291-293.

[4]康維.大采高綜采工作面漏頂現(xiàn)象分析[J].煤炭工程,2013(10):57-59.

[5]張瑞波.綜采工作面大面積漏頂及其控制[J].山西煤炭,2011,31(12):44-46.

[6]馬陳社.大采高綜采工作面架前漏頂?shù)奶幚泶胧J].山西煤炭,2011,31(10):47-49.

[7]曹學(xué)軍.斷層區(qū)頂板破碎、漏頂巷道支護(hù)工藝[J].科技信息,2010(8):321-322.

[8]尤寧.對(duì)綜放工作面片幫漏頂問(wèn)題的分析[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2010,37(增):130-131.

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

(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

中圖分類(lèi)號(hào)：TD355

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-0652(2015)05-0029-03

作者簡(jiǎn)介：王金鑫(1986—)，男，山西大同人，2010年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，助理工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)工作

收稿日期：2014-03-19