人工假顶下综采工作面快速安装回撤技术研究

苗国庆（肥城矿业集团单县能源有限责任公司,山东 单县 274300）



人工假顶下综采工作面快速安装回撤技术研究

苗国庆
（肥城矿业集团单县能源有限责任公司,山东 单县 274300）

摘 要：针对上中分层开采时间较长，顶板破碎，对下分层综采工作面下的安装回撤通过研究，解决了人工假顶复采工作面的安装回撤难题。

关键词：人工假顶；复采；安装回撤；顶板管理

1 概述

1.1 井下位置及邻区采掘情况

复采区域井下位于原3800采区东翼的3805-Ⅰ、3807-Ⅰ工作面内，开采标高为-234.5m～-159.2m。本区域东侧为F30断层，断层以东未开拓；西侧为CF3断层，断层以西的八采区已回采完毕；南侧为3803工作面；北侧为3809-Ⅰ工作面，均已回采完毕。煤3上、中分层工作面已采。

1.2 工作面地质构造情况

该区域煤层倾向 N17°W～ N38°W，走向变化不大。煤层倾角14°～18°，平均16°。

据现有资料分析，该区域地质构造简单。东侧为倾向正断层F30断层（H=35m），西侧为CF3斜交逆断层。

1.3 煤层情况

该区域煤3两极厚4.80～6.15m，平均厚5.73，下部含一层厚0～1.95m的粘土岩或粉砂岩夹石，赋存不稳定，平均厚0.29m，f=2～4，局部夹石厚度超过0.7m, 夹石以下形成煤3-2，煤3-2厚0.15m，达不到最低可采厚度，不可采。上中两分层已采，已采煤厚4.66m，剩余煤厚平均1.30m，其中夹石厚0～0.39m，平均厚0.26m。

煤3上距煤1间距平均20.93 m。

1.4 煤层顶底板情况

煤层直接顶为铁丝网人工假顶，上覆采空区岩块胶结程度差，当铁丝网破损时，易冒落。直接底为粘土岩，平均厚度0.85m，浅灰色，团块状构造，遇水易软化膨胀,富含植物根化石,f=3。

复采区域布置两个工作面， 3800（Ⅰ）工作面和3800（Ⅱ）工作面，3800（Ⅰ）工作面现已回采完毕。

1.5 工作面机械装备

工作面采用走向长壁后退式采煤法，顶板支护使用ZY3000/08/18型液压支架，采空区处理为全部垮落法。工作面运输机为SGZ-630/220型刮板输送机，采煤机使用MG132/310-BW型双滚筒采煤机。

2 工作面顶板管理

2.1 工作面安装期间切眼的顶板支护

综采支架安装及回采过程中解决的难题：要在下分层工作面推行综采工艺，必须首先解决切眼安装这一难题，其次要解决大断面巷道支护和人工假顶下坠等问题。

原切眼为净里2.2m的铁棚架棚支护，梯形断面，顶板完好，开宽后切眼宽度5.2m。切眼采用4.2m花边长钢梁和HDJB-1000铰接顶梁配合单体液压支柱作为永久支护，排距800mm，每排使用4颗液压支柱，花边钢梁和铰接顶梁端头处各支设1棵支柱，中间2颗支柱间距2.0m，距两端头支柱分别为1.8m和1.0m，支柱上端均顶牢4.2m花边长钢梁和HDJB-1000铰接顶梁，下端支在实底上，支柱垫铁鞋（直径0.38m），顺巷道方向按排拒在支柱上端以下0.5m处拴牢防倒绳。切眼巷道花边钢梁上方铺设网格式铁路，铁路间距为0.8m,铁路型号不小于15Kg/m，顺向铁路长为3.2m，横向铁路长为4.0m。棚梁上方支柱初撑力不得低于90kN。

2.2 工作面回撤期间的顶板支护

当工作面推采位置距停采线10m时，开始在支架上方铺设金属菱形网，规格为6×1.2m2, 采高要严格控制在2.0m，当工作面推采位置距停采线8.0m时，在支架顶梁与金属菱形网之间开始拉钢丝绳，钢丝绳要求走向间距1.2m，绳径在Φ21.5mm以上，共拉设5根钢丝绳，拉设钢丝绳时用联网铁丝将钢丝绳固定在金属菱形网上，固定扣间隔不超过0.5m，每根钢丝绳在工作面两端头要留有至少2m余量，以备固定；当综采支架顶梁前端距停采线3.0m时，支架上方老空侧金属网能落到底板时，综采支架停止前移，根据现场实际情况，在支架顶梁上托钢梁加强支护，每架支架使用两根4.2m长钢梁支护，间距0.75m，插入综采支架前梁的长度要在0.5m以上，工作面向前推进一个循环，采煤机割煤后，将支架上的花边长钢梁窜到煤帮，打贴帮柱，每架三棵，最终保证不低于3.0m的回撤通道，由于顶板为人工假顶，在压力变大顶板发生垂网漏顶时，在4.2m长钢梁上方沿倾向铺设1.0m废旧工字钢加强背顶，间距1.0m，保证回撤通道高度不低于2.0m。

2.3 上下两巷的超前支护

3800（I）综采面上风道、运中巷采用梯形铁棚作为永久支护，巷道断面规格：净宽×高=2.2×2.0m。两巷超前支护距离从煤壁算起均不低于50m使用单体液压支柱配合HDJB-1000型金属铰接顶梁进行超前维护。当两巷因顶板胶结差、压力大，巷道支护变形、背顶铁丝网垂网严重，在架设抬棚超前支护时用废旧11﹟矿用工字钢（L=1.5-1.8m）架设于巷道原有铁棚棚档的中间加强背顶，由于上下两巷延长了超前支护距离及顶板破碎时加强了支护，3800（I）综采面推采过程中两巷变形较小，保证巷道高度不低于1.8m，取得了较好的支护效果。

3 结论

（1）积极回收煤炭资源。在煤炭形势不景气的情况下，我矿积极找煤扩量，3800东翼采区进行了复采，3800（I）综采面现已回采完毕，回收煤炭资源3.5万吨，下一步对3800（Ⅱ）综采面进行回采，储量3.2万吨，共多回收煤炭资源6.7万吨，为我矿创直接利润161万元。

（2）实现了工作面的快速安装回撤。由于针对下分层顶板为人工假顶比较破碎的特点，对顶板高度重视，安装回撤通道维护比较到位，整个通道在安装回撤期间变形较小，为实现下分层综采工作面快速安装回撤提供了必要条件。

（3）在正常推采过程中必要时在顶梁上穿长钢梁超前维护，除及时维护顶板外还要加快工作面推进速度，减少支架的升降频率，防止人为的对顶板造成二次破坏。

4 结语

综采工作面安装回撤期间的顶板管理是煤矿安全生产中的重要环节，分层开采工作面综采工艺的应用成功，解决了下分层的开采工艺以及围岩控制技术上的短缺问题；同时提高了煤矿年生产量、机械化程度。

作者简介：苗国庆（1988-），男，山东定陶人，主要从事：专业技术工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.243