综放工作面支架倾斜期间过顶板破碎带技术研究_王强.pdf

煤矿现代化2020 年第 5 期总第 158 期 0引言 综采工作面顶板破碎， 巷道支护困难是矿井生产 实践中最常见的问题， 在工作面回采过程中， 此类问 题往往是影响工作面推进速度最主要的因素之一。 巷 道围岩的稳定性直接关乎着矿井实现安全高效生产 的目标， 因此， 加强对巷道围岩的控制， 是煤矿研究的 重要课题。目前控制围岩破碎带的方法很多， 诸如锚 杆锚索支护、 锚网支护、 围岩注浆加强支护等。 在一些 顶板破碎严重的区域， 通过锚网支护， 通常只能保证 巷道顶部松软破碎的围岩不会垮落， 通过锚杆、 锚索 进行加强支护， 存在诸多因顶板破碎严重而产生的失 效问题， 不能从根本上解决问题， 实现有效的围岩稳 定性控制， 而注浆加固则可以通过化学手段， 将围岩 破碎区域有效地粘结成一个具有较高承载力与结构 性的整体， 从根本上提高围岩稳定性， 实现有效控制 顶板的目的[1-2]。因此， 注浆加固技术是处理围岩破碎 严重问题的关键性技术。 1工程概况 同煤集团同忻煤矿一盘区 8112 综放工作面在回 采推进至采位 358m 时，位于 60- 80 支架区域内的 顶板破碎严重， 支架压力较大， 该区域底板为自留煤， 煤质松软破碎， 不易维护。由于工作面受头尾高差影 响较大， 65- 82 支架出现了大倾角支架倾斜现象， 对 工作面的正常推进造成了严重影响。 在工作面顶板破 碎严重、 支架倾斜双重影响下， 8112 综放工作面推进 困难， 每日推进进度在半刀与一刀之间， 严重影响到 矿井正常回采， 导致企业效益降低。 针对 8112 工作面 面临的难题，决定对岩体进行加固形成人工假顶， 同 时调整采煤工艺与支架移架方法， 对该区域进行围岩 稳定性的综合控制， 提高工作面推进速度， 实现安全 回采的目标。 2岩体加固技术 2.1马丽散加固机理 综放工作面支架倾斜期间过顶板破碎带技术研究 王强 （同煤国电同忻煤矿有限公司 ， 山西 大同 037001 ） 摘要 针对同煤同忻煤矿 8112 综放工作面在回采过程中顶板破碎严重、 支架倾斜影响工作面正常 推进的现象， 提出通过注马丽散等煤岩体加固剂进行围岩固化、 调整采煤工艺进行单向割煤以及优化 移架、 拉架等技术工艺。 实践表明， 该综合治理方案能够有效提高采场围岩稳定性， 加快工作面推进速 度， 保证工作面正常生产， 为类似矿井在面临工作面支架倾斜期间过顶板破碎带的难题提供一定的借 鉴与参考。 关键字 综放工作面 ； 顶板破碎 ； 马丽散 ； 支架倾斜 中图分类号 TD353文献标识码 A文章编号 1009- 0797 （2020 ） 05- 0100- 03 Study on the Technology of the Over-roof Crushing Zone During the Support of the Fully- mechanized Caving Face WANG Qiang （Tongmei State Grid Tongxin Coal Mine Co., Ltd. ，Datong 037001 ， China ） Abstract Aiming at the phenomenon that the top plate of the 8112 fully- mechanized top- coal caving face of the Tongmei Tongxin coal mine 8112 is broken seriously in the mining process, the support inclination influences the normal propulsion ofthe working surface, the surround- ing rock solidification is carried out through the coal rock mass strengthening agent such as the Ma Liyuan and the like, the coal mining pro- cess is adjusted to carry out the one- way cutting coal and the optimization moving frame, And the like. The practice shows that the compre- hensive treatment scheme can effectively improve the stability of the surrounding rock of the stope, accelerate the advancing speed of the working face, and ensure the normal production ofthe working face, and provide some reference and reference for the problem that the similar mine is over the top plate breakingbelt duringthe inclination ofthe workingface bracket. Keywords Fullymechanized top coal cavingface ; roofbreakage ; Ma Li San ; support tilt 100 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 5 期总第 158 期 马丽散是一种具有较强渗透性能与机械性能的 高分子聚亚胶脂材料， 通过树脂液体 A与膨胀液体 B 按一定的比例混合而成[3]。 在进行顶板加固时， 通过压 力泵将树脂液体 A 与膨胀液体 B 注入到破碎岩体 中， 混合液体在注射初期粘度较低， 便于在破碎围岩 体的渗透与扩散， 经过一定时间后， 两种液体发生反 应， 迅速膨胀， 将一定范围内的松软破碎岩体紧紧粘 结在一起， 形成一个具有较高承载性能的结构性整 体[4]。 马丽散材料能够有效改善岩体的物理力学性质， 加强围岩破碎带强度，提高围岩整体结构的稳定性 能， 在矿山工程实践中， 被广泛地应用于封孔与粘结 煤岩体之中。 2.2施工工艺 在 8112 综放工作面顶板破碎区域 （60- 80 支架 之间 ） 每隔 4 个支架打一个钻孔， 共打 6 个钻孔， 钻杆 选用空心麻花钻杆， 各钻孔开孔位置位于支架顶梁下 方 0.5m 处， 开孔方向与煤壁向呈 5的上仰角， 各钻 孔深为 10m～12m之间。 注浆过程中， 注浆压力需控制 在 5MPa 以上， 持续监测注浆压力值的变化， 当各钻 孔注浆压力稳定在 9～10MPa 之间时， 可停止注浆[5]。 注 浆流程示意如图 1 所示。 图 1注浆流程示意图 在工作面煤岩体松软破碎、支护困难的区域， 为 了保证围岩结构的稳定性， 采用注马丽散加固配合钢 针固化煤体形成人工假顶的技术手段进行围岩稳定 性控制。即在工作面 60- 80 支架煤体中打钢针， 每 个支架打两根， 共计打 42 根钢针， 同时在工作面煤壁 顶部穿钢丝， 形成人工假顶。岩体加固结构示意如图 2 所示。 图 2岩体加固结构示意图 3采煤工艺优化 在对 8112 工作面煤岩体进行加固处理后，对采 煤工艺也进行了优化调整， 具体方法为 采用单向割 煤工艺进行割煤， 机组由头部向尾部割煤遇全断面岩 石时， 拉回前运输机， 机组通过后由尾部向头部截割， 将后滚筒摇起， 用头滚筒先截割顶部， 然后再截割底 部岩石， 防止向头截割时尾滚筒割下大块石头卡在机 组与运输机间。在采煤机通过顶板破碎带期间， 为确 保围岩的稳定性， 确保安全回采， 需减缓采煤机推进 速度， 具体以控制在 1～2m/min 为宜。由于 8112 工作 面底板为留煤， 存在高低不平的情况， 故在采煤机进 行割煤期间，需在工作面中部底板高的区域往下刹 底， 进行平整底板， 尽可能使底板形成平缓坡， 以便后 期的清煤与维护。 4工作面处理支架倾斜施工工艺 1 ） 移架时要滞后采煤机前滚筒 2 个支架， 保证擦 顶带压移架， 及时支护破碎顶板， 移架后， 伸出伸缩梁 和护帮板进行机道及时护顶；由于煤壁松软或片帮 深， 机道顶板超前暴露时， 超前二次移架使前伸梁前 端顶住煤帮， 同时采煤机前滚筒降低不割顶煤。顶板 完好区域， 支架初撑力必须达到 25MPa 以上， 使支架 有效支撑顶板。 2 ） 必须保证支架前探梁仰起， 不能出现栽头状 态， 否则必须采取爆破方法先处理顶板上的矸石再 拉支架。第一架支架移架后， 及时收回侧护板， 往上 位移大概 0.2～0.3m 左右， 其它以此类推,目的给支 架倾斜之处腾出－定空隙,方便扶架。 3 ） 处理支架倾斜时， 先把支架降下 200mm， 在 支架倾斜一侧的顶梁下分前后各支一根单体液压 支柱， 将顶梁调平， 然后适当降架， 提起支架倾斜一 侧底座， 在底座下方垫入碎矸石或道木等物， 最后 升紧支架。 5应用效果 通过注马丽散进行采场煤岩体加固、 配合钢针形成人 工假顶、 调整采煤工艺与支架支移架工艺进行顶板稳 定性控制， 在该工艺实施期间， 8112 综放工作面实现 了单日最多推进 5 刀、 日均推进 4 刀， 在保证安全生 产的同时， 实现的间接经济效益在 1000 万左右， 该工 艺能够有效控制采场围岩变形， 实现综放工作面的安 全高效回采。（下转第 105 页 ） 101 ChaoXing （上接第 101 页 ） 6结语 通过对同忻煤矿一盘区 8112 综放工作面顶板破 碎区域段进行岩体加固、 采煤工艺调整优化、 处理支 架倾斜施工技术的实施， 有效解决了工作面在顶板破 碎、 支架倾斜条件下回推进速度慢、 割煤效率低的难 题， 大大缩短了工作面通过顶板破碎、 支架倾斜区域 段的时间。 参考文献 [1] 王琳琳.应用马丽散加固过顶板破碎带的实践研究[J].能 源与节能,2014 （10） 167- 168. 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