袁 興

（山西蘭花集團(tuán)莒山煤礦有限公司，山西 晉城 048000）

1 F203 工作面概述

1.1 地質(zhì)形勢(shì)概述

南翼二采區(qū)工作面的莒山F203 工作面，具有73 m 的平均采深，運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷在二采區(qū)的運(yùn)輸聯(lián)絡(luò)是回風(fēng)相聯(lián)工作面完成，北面為采區(qū)保安煤柱，西面為原204、206、208、210 刀柱工作面（上層已回采），南面為礦界保安煤柱，東面為原204、206、208、210 刀柱工作面（上層已回采）。掘進(jìn)過程中已揭露原二采區(qū)204、206、208、210 上層已回采刀柱工作面,頂板為原上層刀柱工作面垮落后銹結(jié)的假頂，該分層厚度為3.0 m，傾角為1°～8°，在回采過程中會(huì)出現(xiàn)煤層片幫、頂板破碎等

1.2 開采工作面所選用的技術(shù)裝備

工作面的傾斜分層是走向長壁的方式，采煤方法是機(jī)械化綜合頂板留煤皮，工作面采煤機(jī)的型號(hào)選擇MG150/375-W，液壓支架的掩護(hù)支撐式型號(hào)是ZZS3800-1550/2500，輸 送 刮 板 機(jī) 型 號(hào) 是SGZ630/180。工作面是3.78 m 的最小控頂距以及4.38 m 的最大控頂距。自然垮落法是工作面選擇的控制頂板方案[1]。

2 觀測(cè)方法和具體內(nèi)容

工作面的測(cè)區(qū)有3 個(gè)，包含上和中以及下，而數(shù)字壓力計(jì)的本安型礦用YHY60（B）有6 個(gè)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作面狀態(tài)，除此以外工作面有一個(gè)壓力表是廠家自帶，另一個(gè)型號(hào)是KDJ-1，各被安裝于每個(gè)支架中。

觀測(cè)方式采用順槽：

1）觀測(cè)位移采用順槽方式：一共有11 組的回風(fēng)順槽和12 組的運(yùn)輸順槽，而巷口F2031 到采回風(fēng)巷共有6 組，每50 m 必須進(jìn)行一次記錄。

2）單體柱超前檢測(cè)壓力：3 m 1 組，2 次1 班。

3 觀測(cè)結(jié)果記錄

1）回采初期的工作面為高低不平的煤層底板，因?yàn)槊嘿|(zhì)較軟，F(xiàn)2032 巷在工作面首次來壓的6 m 內(nèi)影響最大，支柱因?yàn)檐涇浀臋C(jī)頭而出現(xiàn)陷落，嚴(yán)重變形的巷道無法暢通的前進(jìn)機(jī)尾，多架卸液36 架往后的位置是集中的工作面壓力，較多的漏矸會(huì)嚴(yán)重冒頂上方支架的工作面，無法輕松容易的破矸工作面，會(huì)減慢生產(chǎn)速度。

2）首次過煤柱的工作面采取了相應(yīng)的對(duì)策，尤其是煤柱寬度超過5 m 的采取強(qiáng)制放頂。強(qiáng)制放頂工作面后，前期基本沒有影響，工作面位于裝藥量和炮眼位置的第3 煤柱后，出現(xiàn)了嚴(yán)重的片幫冒頂是在24～26 架范圍的炮區(qū)，無法輕易破矸就直接減慢了正常生產(chǎn)速度[2]。

3）回采采空區(qū)的工作面時(shí)，未出現(xiàn)明顯的壓力，也不片幫煤壁，工作面具備什么樣的煤質(zhì)便會(huì)出現(xiàn)什么程度的冒頂，移架時(shí)遇到煤軟，則破碎頂板便會(huì)冒落，生產(chǎn)狀況與工作面落入的矸石密切相關(guān)；工作面支架遇到煤硬時(shí)，煤頂可以被托住并完好的保持，回采采空區(qū)第四煤柱的工作面會(huì)出現(xiàn)少量煤的冒頂，而落矸很少?；夭刹煽諈^(qū)得工作面，依據(jù)《規(guī)程》[3]可以順利實(shí)現(xiàn)1 班兩循環(huán)的計(jì)劃，工程作業(yè)也相對(duì)穩(wěn)定。

4 觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

4.1 顯現(xiàn)的壓力規(guī)律

回采工作面是周期性明顯的來壓方式，不過無法確定來壓步距，主要靠煤柱回采時(shí)的留設(shè)狀態(tài)以及刀柱上分層面去確定最終的來壓步距。

回采上分層的方式選擇了刀柱去幫助集中應(yīng)力點(diǎn)變?yōu)槊褐?，所以工作面?fù)采的礦壓規(guī)律顯現(xiàn)區(qū)別跟回采工作面的普通分層不一樣，性質(zhì)特殊。

1）回采采空區(qū)的工作面：沒有片幫的工作面煤壁，不具備明顯的壓力顯現(xiàn)，更不會(huì)發(fā)生冒頂，完整頂煤依靠的是堅(jiān)硬的煤質(zhì)。大約24 MPa 是合適的泵站壓力，可以杜絕竄頂現(xiàn)象。

2）回采煤柱工作面時(shí)：工作面的左右兩邊深入煤柱的程度達(dá)到3 m 左右時(shí)，此刻若工作面來壓，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重片幫冒頂?shù)拿簬?，有的甚至不? m 的片幫寬度，導(dǎo)致頂板會(huì)被冒頂接觸，部分矸石因?yàn)榉彭敃?huì)變得過碎或者過大，都無法順利回采工作面?？焖偻七M(jìn)工作面是頂板完好無缺的前提，頂板在工作面沒有到達(dá)下一循環(huán)時(shí)便出現(xiàn)了垮落，這就發(fā)生了冒頂事故，如此惡性循回應(yīng)定會(huì)阻礙順利推進(jìn)工作面。

4.2 順槽明顯的壓力標(biāo)志

1）煤柱范圍的壓力是工作面?zhèn)鬟f超前壓力程度的前提。工作面普采方式區(qū)別于順槽工作面，而且只有范圍有限的超前影響，基本在20 m 內(nèi)，達(dá)不到的要求。影響最大的一次是3 m 外的煤柱，是受水倉外幫的巷道影響。來壓表現(xiàn)為：順槽中部折的木棚梁受到嚴(yán)重的來壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)不同程度片幫發(fā)生于順槽煤幫，所以，煤幫要加裝煤柱周圍的背幫方式，即采用加掛金屬網(wǎng)。

2）頂?shù)装宓捻槻凼秋@現(xiàn)的移近量：回采采空區(qū)的工作面復(fù)采時(shí)，基本不影響順槽位移，頂?shù)装逶诿褐秶墓ぷ髅娉霈F(xiàn)來壓時(shí)會(huì)發(fā)生30 cm 左右較大的移近量，有的甚至超過了60 cm，工作面會(huì)出現(xiàn)低于1.8 m 的兩端頭高度，不適合人員順利進(jìn)出。

頂板來壓變化情況，圖1 為工作面機(jī)頭部、中部以及機(jī)尾壓力情況圖。

圖1 工作面機(jī)頭、中部以及機(jī)尾壓力曲線圖

4.3 運(yùn)轉(zhuǎn)支架的主要特征

礦山的壓力計(jì)顯示了以下結(jié)果：支架運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致了增阻型存在于大部分采空區(qū)工作面中，但較低的采空區(qū)工作面壓力大多是20 MPa 以內(nèi)的占80%，回采煤柱工作面的后柱具備趨于零的較小的壓力值，工作面僅在抵達(dá)煤柱內(nèi)部或者周圍時(shí)，才有20～35 MPa 左右的前后柱支架壓力，會(huì)開啟安全閥，不過僅造成滴液程度，因?yàn)檩^慢速度下縮活柱，不會(huì)出現(xiàn)死架，基本不影響生產(chǎn)。

5 頂板控制經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1）需要回采工藝非常熟練，所以回采工作面操作不同工種的工藝需要規(guī)范，并且需要嚴(yán)格控制工程質(zhì)量，保證支護(hù)的重要地位，尤其是支護(hù)前探梁的工作必須做好。

2）超前支護(hù)必須著重加強(qiáng)煤柱跟前的地方，保證堅(jiān)實(shí)有力的超前順槽支護(hù)，所以至少需要90 kN的初撐單體柱力，遇到工作面端頭來壓時(shí)也具備合理的出口高度。

3）炮眼裝藥量布置合理后才能強(qiáng)制放頂，控制放頂時(shí)間合理，才能完美的卸壓，才不會(huì)嚴(yán)重?fù)p毀頂板。

4）冒頂工作面的狀態(tài)，會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間處理矸石，減緩生產(chǎn)進(jìn)度。片幫工作面大于1 m 時(shí)過寬，前探支架的工作面完成梁伸時(shí)，護(hù)幫動(dòng)作不能實(shí)現(xiàn)超前移架，支架前和頂梁都不具備合理的的護(hù)幫。

5）硐室布置減少在順槽的安裝，保證采空區(qū)進(jìn)行必然的布置，避免布置于煤柱中。

6）順槽支護(hù)會(huì)受到工作面來壓，所以不選擇應(yīng)力集中區(qū)的煤柱刀柱面，必須另外選擇順槽在工作面的復(fù)采位置，保證布置是上下重合與刀柱原面的順槽方向，會(huì)取得較好的效果。

6 結(jié)語

要結(jié)合實(shí)際狀態(tài)合理的完善安全回采工作面的措施，尤其是對(duì)工作面煤柱下的煤幫和巷道加強(qiáng)刀柱的管理，預(yù)爆破頂板的應(yīng)用，以及強(qiáng)化質(zhì)量監(jiān)測(cè)可以減少?zèng)_擊來壓，對(duì)頂板控制有明顯作用，可以保證工作面的經(jīng)濟(jì)效益以及安全程度。