徐偉典 王延閣

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南平頂山 467091）

大傾角極其不穩(wěn)定煤層破碎復(fù)合頂板下分層開(kāi)采技術(shù)研究

徐偉典 王延閣

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦，河南平頂山 467091）

通過(guò)分析在大傾角極其不穩(wěn)定煤層破碎復(fù)合頂板下分層開(kāi)采過(guò)程中遇到的頂板管理、液壓支架管理、可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)管理、綜采工作面的工程質(zhì)量管理、綜采工作面的防滑管理以及綜采工作面與地質(zhì)構(gòu)造的管理等諸多影響因素，在綜采工作面回采過(guò)程中不斷地摸索研究與總結(jié)，解決了大傾角極其不穩(wěn)定煤層破碎復(fù)合頂板綜采工作面在回采過(guò)程中遇到的頂板破碎控制、綜采設(shè)備防滑、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)生產(chǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)綜采工作面的安全生產(chǎn)。

大傾角；不穩(wěn)定煤層；破碎復(fù)合頂板；下分層

1 概述

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦二水平己二擴(kuò)大采區(qū)回采的己16.17煤層不穩(wěn)定，平均厚度3.5m，最厚10m以上，煤層賦存狀況比較不穩(wěn)定，出現(xiàn)雞窩煤的狀況，且存在地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，煤層節(jié)理、裂隙發(fā)育，層理紊亂，傾角及煤層走向變化較大，煤層傾角局部地段達(dá)到35°以上，屬于煤與瓦斯突出煤層，煤炭自然發(fā)火期短，同時(shí)該工作面為下分層開(kāi)采。對(duì)于具體的地質(zhì)條件在工作面回采過(guò)程中頂板控制、綜采設(shè)備防滑、煤壁片幫對(duì)生產(chǎn)管理產(chǎn)生了極其嚴(yán)重的制約因素。

2 工作面概況

己17-22202綜采工作面為五礦二水平己二擴(kuò)大采區(qū)西翼第一個(gè)區(qū)段，該工作面周邊煤層已采完，形成孤島工作面，該工作面斜長(zhǎng)150m，走向長(zhǎng)度500m，煤層平均傾角20°，局部最大傾角35°以上，工作面從機(jī)頭位置向上以17°上山掘進(jìn)，中間地段以20°下山掘進(jìn)，上半部分以35°上山掘進(jìn)，工作面形成一個(gè)平躺的“Z”型，且工作中間地段揭露一條落差為8m-30m的正斷層，由于受斷層影響采面中間形成一個(gè)背斜構(gòu)造，局部?jī)A角最大達(dá)到35°以上。

3 破碎復(fù)合頂板下分層頂板管理技術(shù)

3.1 綜采工作面壓力監(jiān)測(cè)與控制

工作面沿走向直線把支架從機(jī)頭至機(jī)尾均勻分成10個(gè)組，每組支架的中間三組支架設(shè)一個(gè)壓力監(jiān)測(cè)分站，分站儀器安設(shè)在中間支架架箱中，然后將儀器上的壓力管路聯(lián)通，以便監(jiān)測(cè)支架受力的相關(guān)參數(shù)。每班設(shè)專(zhuān)人對(duì)壓力監(jiān)測(cè)數(shù)值進(jìn)行收集分析，對(duì)液壓支架工作阻力、初撐力達(dá)不到要求的進(jìn)行量化細(xì)化、對(duì)比分析，找出具體的原因，采取具體的措施。

對(duì)液壓支架進(jìn)行巡回檢查制度，每天安排專(zhuān)人對(duì)支架進(jìn)行摸排檢修，查找液壓支架的“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象，同時(shí)每班對(duì)液壓支架的立柱安全閥組進(jìn)行檢查，確保液壓支架完好，使液壓支架的初撐力和工作阻力滿足設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)要求。

3.2 綜采工作面頂板控制技術(shù)

在綜采工作面生產(chǎn)過(guò)程中頂板控制是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要因素。該工作面頂板管理主要從液壓支架管理和工作面工程質(zhì)量管理著手，在液壓支架管理中，要及時(shí)調(diào)整液壓支架，確保支架不出現(xiàn)咬架、倒架、擠架和錯(cuò)差架，使支架垂直工作面頂?shù)装?，支架的最大仰角不超過(guò)7°。在工程質(zhì)量管理過(guò)程中，使工作面達(dá)到工作面平直、運(yùn)輸機(jī)平直、液壓支架平直、工作面煤壁平直、工作面上下出口暢通等。

頂板管理過(guò)程中要及時(shí)拉超前架，減少工作面在回采過(guò)程中頂板暴漏的時(shí)間，使工作面頂板能及時(shí)有效地得到支護(hù)，及時(shí)控制礦山壓力對(duì)頂板造成的破壞，對(duì)與綜采工作面構(gòu)造地段和頂板破碎地段，要超前維護(hù)和及時(shí)維護(hù)，延工作面走向架設(shè)木棚，同時(shí)在頂板控制不住的情況下載架棚子前上雙層金屬網(wǎng)，在煤壁側(cè)架設(shè)木梁腿子，有效的控制礦山壓力的煤壁的二次破壞。

4 破碎復(fù)合頂板綜采設(shè)備管理技術(shù)

4.1 液壓支架防滑

由于該工作面受煤層傾角影響較大，在工作面局部地段傾角達(dá)到35°以上，支架在自身重力和工作面傾角的共同影響下，極其容易向機(jī)頭方向傾倒，支架倒架后，不能給工作面頂板造成有效的支護(hù)，導(dǎo)致壓力超前移動(dòng)，破壞煤壁的完整性，從而失去有效的支護(hù)。針對(duì)該工作面的具體情況，在支架過(guò)程中主要采取防滑措施，在每5組支架的相鄰支架中采用支架的護(hù)幫板和直徑30mm以上的運(yùn)輸機(jī)鏈子相配合拴住相鄰支架下的四連桿結(jié)構(gòu)，在支架自身重力傾倒的方向添加一個(gè)軸向力，使支架在自身重力與添加的軸向力相互抵消，減小支架向下傾倒的縱向力，從而確保了支架不出現(xiàn)下滑傾倒，使支架在最大程度上達(dá)到設(shè)計(jì)的工作阻力和初撐力，滿足安全生產(chǎn)的需求。

4.2 可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)的防滑

在大傾角工作面，由于運(yùn)輸機(jī)受自身重力及工作面煤層賦存角度影響，運(yùn)輸機(jī)極容易下滑，造成設(shè)備損壞，同時(shí)降低了支架推移千斤頂軸向力推力，使運(yùn)輸機(jī)推不到位置。防止刮板輸送機(jī)在大傾角工作面使用過(guò)程中下滑，在工作面回采過(guò)程中要科學(xué)合理地調(diào)整工作面的偽傾斜，使工作面與機(jī)巷形成一個(gè)鈍角，增大運(yùn)輸機(jī)的摩擦力，人為地在運(yùn)輸機(jī)自身重力的方向和液壓支架軸向推力方向，形成一個(gè)合力，在最大程度上消減運(yùn)輸機(jī)的下滑力，確保運(yùn)輸機(jī)在正常回采過(guò)程中不出現(xiàn)大幅度下滑。同時(shí)在工作面坡度較大地段，操作運(yùn)輸機(jī)時(shí)進(jìn)行分段作業(yè)。

在與大傾角極其不穩(wěn)定煤層過(guò)地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，對(duì)于頂板控制更為艱難，在過(guò)地質(zhì)構(gòu)造前，先對(duì)構(gòu)造的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，制定過(guò)構(gòu)造的詳細(xì)方案，提前對(duì)構(gòu)造影響地段按措施進(jìn)行施工，最大程度地減小構(gòu)造對(duì)生產(chǎn)的影響，最小程度地降低人力物力的投入。

總之，通過(guò)對(duì)大傾角極其不穩(wěn)定煤層破碎復(fù)合頂板下分層開(kāi)采技術(shù)的不斷摸索與探討，對(duì)大傾角綜采設(shè)備的防滑、極其不穩(wěn)定煤層下分層開(kāi)采過(guò)程中頂板控制等方面，取得了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)借鑒。

[1]徐永圻.采礦學(xué)［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

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1003-5168(2014)04-0042-01