黃 凱

(馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037100)

馬道頭煤業(yè)位于大同煤田西部，主要開采煤層為C3-5號(hào)層，煤厚14～19 m，煤層整體賦存平緩，局部傾角較大。8102工作面位于礦井的一盤區(qū)，工作面傾向230 m，可采走向1 560 m，平均埋深327.8 m，煤層傾角0～14°，煤層起伏明顯，共布置134架ZF15000/27.5/42型支架。在工作面推進(jìn)至采位358 m時(shí)，60-90號(hào)支架對應(yīng)頂板破碎、底板松軟(有底煤)，同時(shí)因傾角較大，導(dǎo)致65-82號(hào)架發(fā)生傾倒現(xiàn)象。在頂板破碎支架傾倒雙重困難影響下，每日最多推進(jìn)半刀或一刀，嚴(yán)重影響礦井安全、產(chǎn)量和效益。為了盡快扶正支架和預(yù)防支架再次傾倒，保證工作面順利推進(jìn)，通過多措并舉，用最短的時(shí)間解決了頂板破碎支架傾倒的問題，保證了工作面正常生產(chǎn)[1-2]。

1 支架傾倒期間過破碎頂板方法

1.1 加固破碎煤體

割煤前在頂板破碎區(qū)域提前注入煤體固化劑固化煤體，現(xiàn)場采用的煤體固化劑為馬麗散?？紤]固化劑的擴(kuò)散半徑為3.5～4 m，在頂板破碎區(qū)每隔4個(gè)支架打一個(gè)注加固劑眼，用專用空心麻花鉆桿進(jìn)行鉆眼，開孔位置在支架頂梁下方0.5 m處，垂直煤壁向上鉆進(jìn)，仰角為5°，孔深10～12 m，后由專業(yè)人員加注固化劑。為了充分加固破碎煤體，提高粘接的整體性，在注漿前，預(yù)先向破碎煤壁穿入3 m長鋼針，鋼針可使用麻花鉆桿和圓鋼兩種，每個(gè)支架打2根鋼針，見圖1。

圖1 煤體加固鉆孔布置示意

1.2 調(diào)整采煤工藝

由于頂板破碎區(qū)域支架上方背有大塊矸石，為防止大塊矸石通過煤機(jī)，采用單向割煤工藝，即由工作面運(yùn)輸機(jī)尾向頭部割煤，當(dāng)采煤機(jī)割到巖石時(shí)，要加強(qiáng)噴霧降塵工作，以防有火花引起煤塵燃燒和爆炸事故。采煤機(jī)通過頂板破碎區(qū)域時(shí)，要控制好采煤機(jī)速度，一般在1～2 m/min，緩慢通過。移架時(shí)采用及時(shí)帶壓擦頂移架工藝，緊跟采煤機(jī)滾筒，并及時(shí)打開升緊護(hù)幫板。移架時(shí)，必須保證支架前探梁仰起，不能出現(xiàn)栽頭狀態(tài)，必要時(shí)采取爆破方法先處理頂板上的矸石再拉支架。在生產(chǎn)過程發(fā)現(xiàn)煤壁松軟或片幫嚴(yán)重時(shí)應(yīng)超前移架頂住煤幫，同時(shí)要嚴(yán)格管理相鄰頂板完整區(qū)域的支架，確保支護(hù)可靠，防止影響范圍擴(kuò)大。

2 支架傾倒原理和調(diào)架方法

2.1 支架傾倒原理

支架側(cè)向傾倒往往是由于以下因素共同疊加作用造成的，一是工作面傾向傾角較大，導(dǎo)致支架中心偏移，支架底座對底板壓力傳遞不均勻，傾倒側(cè)壓力顯著增大；二是底板松軟，底板有底煤或?yàn)檐泿r，易受壓變形軟化；三是正規(guī)循環(huán)受阻，遇火成巖墻、斷層、陷落柱、頂板破碎等，推進(jìn)困難，用時(shí)較長，設(shè)備磨損嚴(yán)重，操作人員精神疲勞；四是操作不當(dāng)，由于放頂煤工作面有前后運(yùn)輸機(jī)，與支架連成一個(gè)整體，形成一個(gè)個(gè)四連桿結(jié)構(gòu)，若不能保證工作面三直兩平，極易造成支架水平方向受力不均勻，極易造成支架受力失穩(wěn)，從而導(dǎo)致倒架現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 扶架調(diào)架方法

處理支架傾倒期間，移架要遵循“穩(wěn)扎穩(wěn)打、步步為營”的原則，為加強(qiáng)頂板控制，防止破碎區(qū)域擴(kuò)大，移架工藝為逐架帶壓擦頂移架操作，移架完成后迅速升起支架，初撐力必須達(dá)標(biāo)，杜絕多架同時(shí)作業(yè)。為了防止壓死支架，必須嚴(yán)格控制采高，及時(shí)清理漏入煤矸雜物。處理傾倒的支架時(shí)，先降架約200 mm，在支架傾倒側(cè)頂梁下前后各支一根單體液壓支柱調(diào)平頂梁，通過適當(dāng)降架將支架傾倒一側(cè)底座提起，用道木或碎石墊起墊實(shí)傾倒側(cè)底座下空間，并升緊支架。調(diào)整支架傾倒、咬架時(shí)，需將千斤頂一端連接在相鄰支架的起吊孔內(nèi)，另一端連接在需調(diào)整支架的頂梁起吊孔內(nèi)，用高強(qiáng)度鐵鏈連接好。拉支架時(shí)，應(yīng)掌握好降架高度，確保支架移架均勻可靠，確保無誤后方可正式拉架。使用單體支柱和千斤頂調(diào)架時(shí)，應(yīng)選好位置，連接牢固，采用遠(yuǎn)距離供液方式進(jìn)行操作，待人員離開后，再進(jìn)行供液操作，見圖2。

圖2 扶架調(diào)架示意

3 應(yīng)用效果

8102綜放工作面通過調(diào)整割煤工藝，利用煤體加固劑和鋼針形成人工假頂，然后使用千斤和單體柱進(jìn)行扶架，僅僅用不到1個(gè)月的時(shí)間就快速通過破碎頂板區(qū)域并扶起所有傾倒的支架，實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)原煤3萬t。

4 結(jié) 語

馬道頭煤業(yè)采用上述方法成功解決了8102工作面在回采過程中存在的問題，縮短了過頂板破碎和處理支架傾倒的時(shí)間，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1) 處理用時(shí)短，僅用不到1個(gè)月的時(shí)間就通過了長約50 m的頂板破碎區(qū)和扶起18架傾倒支架，實(shí)現(xiàn)工作面由每日推進(jìn)1刀到每日推進(jìn)4～5刀。

2) 工藝較簡單，通過利用煤體加固劑和鋼針形成人工假頂治理破碎頂板，使用千斤和單體柱進(jìn)行扶架，同時(shí)采用單向割煤工藝。

3) 費(fèi)用成本低，使用各類材料費(fèi)不到26萬元，主要是道木和馬麗散。

4) 安全效益好，提前進(jìn)入了正常生產(chǎn)期，設(shè)備和人員的安全運(yùn)行環(huán)境有了保障，提高了有效生產(chǎn)時(shí)間，每日可實(shí)現(xiàn)效益約500萬。