[摘 要]針對綜放工作面推出切眼過程中，由于切眼支護(hù)初撐力不足、頂煤松軟破碎，漏、冒頂事故頻繁發(fā)生，甚至出現(xiàn)大范圍冒頂，從而造成大范圍的支架歪、倒現(xiàn)象。最嚴(yán)重時切眼支架空頂達(dá)九成以上，支架歪架、倒架達(dá)七成以上，致使工作面推進(jìn)速度極慢，推出切眼時間較長。我們在推進(jìn)過程中不斷改進(jìn)技術(shù)措施、總結(jié)得失、積累經(jīng)驗(yàn)，最終安全推出切眼。本文以7521綜放工作面為例，主要就這次推出切眼進(jìn)行技術(shù)淺析，為今后綜放面類似的切眼推出提供參考。

[關(guān)鍵詞]綜放工作面 切眼 頂板破碎 漏、冒頂 歪架、倒架

中圖分類號：TD263.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）04-0264-02

一.概況

1.地質(zhì)概況

7521綜放工作面標(biāo)高-460 ～ -636m，走向長1646～1677m，走向傾角1°～20°；傾向長129～185m，傾角1°～25°，煤均厚5.33 m，工作面地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，在掘進(jìn)中共揭露斷層33條，其中大于5.0m斷層7條；直接頂為砂質(zhì)泥巖、平均厚6.72m，老頂為粉細(xì)砂巖、平均厚2.8m，底板為泥巖。

2.切眼概況

⑴設(shè)計切眼長185m，切眼有落差1.8m逆斷層和0.6m正斷層各一條，切眼上部傾角20°，中部傾角25°，下部傾角18°，中、下部底板起伏較大；

⑵切眼設(shè)計凈高2.4m、寬6.7m，采取工字鋼定型棚對棚支護(hù)（煤幫側(cè)棚梁長2.4m，老塘側(cè)棚梁長3.7m），棚距0.6m，塑料網(wǎng)護(hù)頂，中間棚腿交叉處設(shè)一排木垛，輔助支護(hù)；

⑶設(shè)備選用：SL300型采煤機(jī)落煤，SGZ-764/630型雙中鏈刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤。ZFG-7200/18.5/32型過渡支架10臺、ZFY-6800/16/28型放頂煤支架113臺和ZT-18560/18/32型端頭支架1組。

3.切眼頂板狀況

由于受地質(zhì)構(gòu)造影響及切眼支護(hù)的缺陷，使得切眼在安裝前，部分地段頂煤已松散破碎，個別地段頂煤部分已漏。支架安裝過程中，原切眼維護(hù)頂板所支設(shè)的木垛被撤除，工字鋼棚腿被摘掉，支護(hù)穩(wěn)定性被破壞，加之支架安置過程中反復(fù)升降，使得切眼頂煤更加破碎：約一半范圍內(nèi)的頂煤漏空，未漏頂煤也僅僅是堆積在支架上，切眼內(nèi)約75%地段的頂煤同煤壁已斷開，另外掘進(jìn)時所鋪設(shè)的塑料網(wǎng)也大部分不起作用，這些均給綜放工作面的開采帶來很大的困難。

二.開采期間遇到的難題

為使綜放工作面能盡快推出切眼，走向正常生產(chǎn)，針對切眼的頂板狀況，經(jīng)技術(shù)會審、分析研究決定：

1.切眼平行推進(jìn)，暫不調(diào)面；

2.為保持頂煤的完整性，暫不放煤；

3.頂板破碎地段鋪設(shè)金屬頂網(wǎng)，同時沿一起傾斜方向加鋪木板（4000mm*200mm*50mm），每進(jìn)一刀上一塊木板，必要時在煤幫做超前支護(hù)。

但在實(shí)際開采中，卻遇到許多始料不及的難題，給生產(chǎn)帶來較大的影響，嚴(yán)重制約推進(jìn)度。由于原切眼內(nèi)，超過一半的地段頂煤已碎，故在開采過程中，隨著支架的前移、升降等造成大量頂煤沿架間冒落，加上切眼傾角較大，往往一處漏頂造成數(shù)架漏空。原切眼掘進(jìn)過程中，所鋪設(shè)的塑料網(wǎng)片大部分已被冒落頂煤撕爛，加之局部聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量不好（網(wǎng)扣不標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)網(wǎng)較稀等），已基本不起作用；而新鋪設(shè)的金屬網(wǎng)，剛到前梁，大部分也被冒落頂煤砸掉，起不到護(hù)頂作用。在切眼推進(jìn)僅四刀約2m時，60#～80#支架頂煤全部漏空，進(jìn)而使得該段支架蹬空，造成歪架、倒架。由于空頂范圍較大，支架無法生根，造成該段推溜、移架極為困難，常常是剛移超前架，隨著推溜又回到原位，而剛扶正、調(diào)好支架，由于一處支架歪架，往往造成大范圍的倒架，最嚴(yán)重時一次倒架達(dá)40架（50#--90#）。而歪架、倒架事故又造成支架上方頂煤全部漏空，加上切眼無法正常生產(chǎn)，推進(jìn)度極慢，使得漏、冒頂范圍速迅向全面擴(kuò)展，歪倒架也進(jìn)一步加劇。切眼推進(jìn)六刀約3.0m時，40#～92#架頂煤漏空，切眼推進(jìn)4.0m時（約8刀），全面頂煤破碎，歪架范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。惡性循環(huán)使得切眼無法組織生產(chǎn)，對安全也極為不利。

三. 處理措施

1.支架上打聯(lián)鎖木垛

為解決大面積冒頂，支架無法生根，大范圍歪、倒架，造成推溜、移架作業(yè)困難這一難題，采取了在支架上打聯(lián)鎖木垛的辦法，走向用φ200mm長3.0m半圓木，傾向用2.6m半圓木，緊靠煤幫打聯(lián)鎖木垛。打木垛前將支架降至2.0m左右，木垛打好后將支架升起，以便接牢頂板。這種處理方法在實(shí)踐中取得了較好的效果。

2.安裝防倒千斤頂

為使切眼空頂處支架具有整體性、穩(wěn)定性以及方便于移架、調(diào)架，采取了在空頂處支架上安設(shè)防倒千斤頂?shù)姆椒?，使每臺支架手拉手，上、下聯(lián)接，并將防倒千斤頂最上端安裝在頂板完整支護(hù)有力的支架上，推進(jìn)中50#～98#架共安裝48套防倒千斤頂。移架時，每臺支架前、后各支設(shè)一棵單體，配合防倒千斤頂輔助移架，確保不再發(fā)生歪架、倒架。效果較為明顯。

3.單體輔助支撐移架

為增加切眼支架穩(wěn)定性，對全面支架采取了單體輔助支護(hù)法，即在每一臺支架中部架設(shè)一斜撐單體。該單體一端打在本臺支架的頂梁中部，另一端打在下方相鄰支架的底座廂內(nèi)。由于單體生根在實(shí)底上，對支架起到了較好的輔助支撐作用，基本解決了支架的歪、倒問題。

4.煤幫做超前

針對頂板特別破碎地段，應(yīng)采取做超前支護(hù)的辦法，如圖。做超前用φ200mm、長3.2～3.5m半圓木、2.5m單體，一梁三柱。半圓木老塘側(cè)一端搭在支架前梁上不少于0.3m。做超前時，首先選擇一處頂板相對較完整的地段，按照“淺打眼、打底眼，少裝藥、放小炮”的原則，向前放小炮、扶小棚維護(hù)，待向前掘進(jìn)3.0m左右深時，再用3.5m半圓木改棚扶正規(guī)支護(hù)。扶棚前，在半圓木上沿傾向鋪設(shè)1.5m*4.0m金屬網(wǎng)，并在每2棚半圓木棚之間再加打三個頂錨桿，將金屬網(wǎng)錨固在頂板上。而后，在做超前內(nèi)，沿傾斜方向向下打眼放炮，扶棚做超前，每循環(huán)進(jìn)度0.75m。這樣不僅較好地維護(hù)了頂板，對施工安全也較為有利。7521綜放工作面在推出切眼過程中，共用這種方法做超前40架。實(shí)踐證明，采用這種方法后，使原來一直破碎的頂板得到了較好的控制，基本做到了一次逮頂，一次推出切眼，杜絕了漏、冒頂事故的發(fā)生。

5.全面鋪設(shè)金屬網(wǎng)、上大板

開采切眼初期，由于對頂板認(rèn)識不足，采取在頂板破碎地段鋪設(shè)金屬網(wǎng)。但隨著試采開始切眼就出現(xiàn)了全面頂板破碎，半數(shù)頂板漏空的不利局面。為此，及時調(diào)整了在全面鋪設(shè)金屬網(wǎng)，并針對頂板狀況采取不同方法進(jìn)行鋪網(wǎng)。

⑴頂煤完全冒空地段，由于采取了在支架上打聯(lián)鎖木垛的方法進(jìn)行頂板管理，故在打木垛前即將金屬網(wǎng)平鋪在支架上，并在木垛的老塘側(cè)，將金屬網(wǎng)同木垛連在一起，確保上網(wǎng)一次成功。為防止煤壁片幫，又采取了在支架上向煤壁打木錨桿錨網(wǎng)護(hù)幫。如圖：錨桿按三排五花眼布置，金屬網(wǎng)下端同支架上鋪設(shè)的金屬網(wǎng)聯(lián)好垂在前梁下，兜住頂煤。割煤時，緊跟煤機(jī)后滾筒，在支架前梁前端沿傾向鋪設(shè)木板（4000mm*200mm*50mm），每進(jìn)一刀鋪設(shè)一塊。木板鋪在金屬網(wǎng)之下，沿傾向壓茬0.5m。鋪設(shè)木板時，先用2到3棵單體將木板升在頂板上，以確保移架時，頂板的完整性，必要時還可在煤幫肩窩處按向上60度角加打木錨桿，將金屬網(wǎng)錨在頂板上。

⑵頂板相對較完整地段，采取了鋪網(wǎng)、上木板及煤幫錨網(wǎng)的方法鋪網(wǎng)。

⑶頂煤較破碎而又未冒落的地段，鋪網(wǎng)同做超前結(jié)合起來，做超前時，將金屬網(wǎng)沿傾向鋪設(shè)在半圓木上，確保一次到位。

6.打超前鐵剎桿

切眼做超前棚維護(hù)頂板的方法雖效果較好，但進(jìn)度太慢，尤其是對一些頂板、煤壁相對都較完整的地段。經(jīng)研究采取了在支架前梁處打超前鐵剎桿的方法幫助支護(hù)頂板。鐵剎桿用φ32的圓鋼制成，長2.5m～3.0m。使用時將鐵剎桿沿支架前梁按向上100～150的仰角平行打入煤壁，錨桿間距200mm。這樣頂板的完整性得到了較好的加強(qiáng)。切眼試采時，支架前梁緊托剎桿底部推進(jìn)，取得了較好的效果。

7.采取調(diào)面自下而上逐步逮頂

切眼向前推進(jìn)5m后，20#向下頂煤得到控制且較為完整；其余地段，特別40#～90#頂板極為破碎。如平行推進(jìn)，必將一次性大范圍揭露破碎頂板，生產(chǎn)組織較為困難，推進(jìn)度極慢，且易造成大范圍頂板聯(lián)鎖事故。后采取調(diào)機(jī)頭的方法開采，自下而上逐步逮頂。這樣做，一是可將切眼調(diào)為偽斜開采，控制設(shè)備下滑；二是將大范圍破碎頂板自下而上分段揭露，逐步逮頂，待一段頂板得到有效控制后，再向上順延擴(kuò)展。采取該方案后，由于將破碎頂板分割成數(shù)段，故不僅避免了大范圍歪、倒架聯(lián)鎖事故，而且推進(jìn)度大大加快，效果較為明顯。

四.技術(shù)總結(jié)

1.改進(jìn)切眼支護(hù)方式

由于7521切眼掘進(jìn)采用跟底留頂煤施工，所以對頂板管理尤為重要，稍微控制不好就造成頂煤松散、破碎，給今后安裝、開采造成隱患。切眼設(shè)計施工中沒有采用錨網(wǎng)支護(hù)，沿用架棚支護(hù)，造成開采時一系列事故的發(fā)生。其主要危害有：

⑴支護(hù)方式缺乏對頂板的主動支撐作用，使得大部分地段的頂煤均處于等勁狀態(tài)。掘進(jìn)中由于腿窩松軟、背板不實(shí)、木楔不緊等都將使頂煤處于無支護(hù)狀態(tài)，進(jìn)而引起頂煤松動、離層。而松動的頂煤堆積在定型棚上，又給人一種頂板完好的錯覺。隨著安裝中定型棚腿的摘除、開采時支架的移動等，都會引起頂煤冒落。

⑵架棚支護(hù)對設(shè)備安裝極為不利。采用架棚支護(hù)在設(shè)備安裝時，必先對工字鋼棚腿進(jìn)行拆除，頂板失去支撐作用，支架安裝時升降，均造成頂煤松動，不利于頂板管理。

⑶切眼掘進(jìn)時使用塑料網(wǎng)也給開采帶來隱患。由于塑料網(wǎng)護(hù)頂強(qiáng)度不夠，所以在定型棚腿摘除、支架安裝時的升降，部分網(wǎng)已被扯爛，起不到護(hù)頂作用，移架時架間漏煤極為嚴(yán)重。

因此，建議在今后的綜放面切眼設(shè)計、施工中盡可能使用錨網(wǎng)支護(hù)或錨網(wǎng)、錨鎖聯(lián)合支護(hù)。

2.支架防倒、防滑設(shè)施的安設(shè)

在試采期間，由于發(fā)生大范圍漏、冒頂，造成歪、倒架事故頻繁發(fā)生。由于在試采前未能及時安裝防倒、防滑千斤頂，故給試采期間的防倒、防滑及調(diào)架工作造成不便。因此，建議今后凡煤層傾角大于15°的綜放面，在設(shè)備安裝中要同步安裝好“三機(jī)”的防倒、防滑設(shè)施，為順利開采作好準(zhǔn)備。

3.切眼采用偽斜布置

煤層傾角21.5°～ 27.5°，切眼設(shè)計為垂直兩道布置。若工作面采取平行推進(jìn)，勢必造成設(shè)備下滑，試采初期調(diào)面難度大，影響推出切眼。建議今后在傾角較大的切眼設(shè)計施工時，應(yīng)根據(jù)煤層傾角、切眼長度等選擇較科學(xué)的偽斜角度，將切眼布置為合理的偽斜開采。

4.全切眼上網(wǎng)

對于傾角較大的切眼，由于頂板管理存在一定難度，建議在開始試采時，將工作面鋪設(shè)金屬網(wǎng)，避免出現(xiàn)因頂板破碎而造成大范圍漏、冒頂事故，影響切眼試采。待工作面走出切眼并完全接實(shí)頂板后再取消上網(wǎng)，正常放煤。

作者簡介：

吳少先，江蘇金湖人，1972年8月出生，大學(xué)文化，高級工程師，工作單位上海大屯煤電公司姚橋煤礦。