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江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 综采工作面过空巷冒顶压架处理技术措施 薛龙志 （山西煤炭运销集团龙峰煤业有限公司，山西吕梁033000） 摘要针对综采工作面过空巷期间出现冒顶压架的问题，以锦瑞煤业8306工作面为背景，对工作面压架原因进行了分 析，提出了采用注浆和架木垛处理冒顶区，清理机道、放炮起底后拉架，以及后期预防压架的技术措施，取得了良好效果，为 以后处理类似事故和工作面预防压架提供了宝贵经验。 关键词综采工作面；过空巷；压架；注浆加固 中图分类号TD823.88文献标识码C文章编号1006-2572（2020）02-0144-02 Treatment Technology of Frame Pressing by Roof Fall in Passing Abandoned Roadway at fully- mechanized Working Face Xue Longzhi Longfeng Coal Industry Co., Ltd.,Shanxi Coal Transportation and Sales Group Co., Ltd., Lvliang, Shanxi 033000 Abstract In view of the problem of frame pressing by roof fall in passing abandoned roadway at 8306fully mechanized working face of Jinrui Coal Industry Co., the paper introduces the technical measures of handling roof fall area with grouting and frame cribbing, pulling frame after clearing the machine way and pre-blasting, and preventing frame pressing in the later stage, which can provide experience for preventing similar accidents in the future. Key words fully-mechanized working face; passing abandoned roadway; pressing frame; grouting reinforcement 综采工作面顶板安全是工作面高效生产的关 键因素。 我国煤矿地质条件复杂，加之近年资源整 合矿井逐步投产，大量复采工作面在开采过程中需 通过废弃的空巷和采空区，给工作面的顶板管理造 成很大困难。 解决综采工作面回采过程中出现的冒 顶、 支架压死等问题已成为安全生产的重要课题， 众多专家学者也对不同地质类型下的压架原因、机 理和处理措施进行了研究［1-6］。 本文结合锦瑞煤业 8306工作面冒顶压架情况进行了具体分析。 锦瑞煤业8306工作面倾向长139m，走向长351m， 位于二采区机轨合一巷南侧， 南至矿井南部边界， 西为8308工作面（未形成），东部为8304工作面。 开 采8号煤层，平均厚3m，厚度变化不大，煤层倾角 -5，平均埋深200m。 直接顶和老顶均为石灰岩， 厚度分别为1.4～3.88m和5.0～10.0m，直接底为 砂质泥岩，厚度为10.55～13.76m。 工作面地质构 造简单，为低瓦斯矿井，属自燃煤层，煤尘具有爆炸 性。 工作面采用ZY3800/17/35型支撑掩护式支架支 护，自然垮落法管理顶板，平均采高为3.0m，循环 进度为0.6m。8306综采工作面是被水淹工作面 （2010年9月19日至2018年4月）， 于2018年10月15日 恢复生产。 矿井已在8306原切眼后20m新掘一条宽 度为4.5m新切眼，原计划在新切眼重新安装设备 进行回采，后经矿井生产技术研究决定，采用原有 设备跨过新切眼进行回采。 工作面布置见图1。 144 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 图1 8306工作面布置 2.1过空巷期间顶板冒落压架情况 8306工作面新掘切眼距原切眼20m，与原切眼 平行，为有利于控制顶板，减小工作面空顶范围，采 用调斜工作面，斜过切眼的方法，机头先过，机尾后 过，机头和机尾相差12m。 在工作面通过空巷的过程中，每班安排验收员 观测顶板，可知①在工作面过空巷的全过程中，工 作面机头和机尾两侧顶板完整、较为稳定；②在工 作面机头距新切眼2m，机尾距新切眼10m时，工作 面中部26～60架顶板有离层，顶板来压导致部分支 机压死无行程；③机头推至新切眼煤帮，采煤机停至 机头，工作面中部25～60架顶板局部离层约1.8m左 右，离层上覆顶板岩石完整，压力已相对稳定；④机 头推至新切眼煤帮，机尾距新切眼还有4m，工作面 中部25～80架顶板垮落，最高处达到9m，致使机道 不通，采煤机无法运行。 2.2压架原因分析 （1）8306工作面为水淹工作面， 时间长达8年， 现场调查发现，工作面原有支架存在漏液、断液压 管，操作阀串液、操作不灵敏、平衡油罐折断，支架 前立柱普遍存在跑液、串液、漏液现象，支架初撑力 不够等问题。 工作面回采前已对工作面设备进行检 修，但是由于支架被水浸泡时间很长，支护性能已 不能达到支架设计参数。 （2）由于工作面长期没有开采，加之部分支架 支柱漏液，对顶板支承能力不足，上覆裂隙带岩层 回转作用在支架上方，支架受到的顶板压力很大， 且工作面前方破碎区不断增大，顶板出现大范围破 碎现象。 （3）根据矿井邻近工作面矿压观测可知，顶板 周期来压距离最小8m，最大在20m；工作面回采 后，在机头距新切眼2m，机尾距新切眼10m时，工 作面正好处于周期来压期间，导致矿压显现强烈， 出现片帮、冒顶和压架现象。 根据8306工作面过空巷期间出现的顶板及支 架问题，需采取相对应的技术措施。 3.1冒顶处理 在工作面顶板冒落超高区，液压支架无法有效 接顶，但是前方煤壁及顶板较为稳定时，可直接在 支架上方架设木垛接顶，使支架能够有效支撑顶 板，在进行架设木垛时必须安排专人观察顶板。 对 于前方煤壁及顶板完整性差、不稳定时，必须先在 工作面前方煤壁及顶板施工注浆钻孔，注入马丽散 加固煤壁和顶板；在进行注浆时，为防止该区域破 碎煤岩体掉落伤人，应先在需注浆区外约2m处的 煤壁及顶板稳定区进行注浆，之后再进入注浆区进 行注浆。 3.2压架处理 对于工作面中部顶板冒落，出现矸石压架、刮 板输送机不能推移、采煤机不能工作的现象，需对 工作面矸石进行清理，并放炮起底推溜，和拉移支 架。 （1）临时支护 在清理机道之前，需采用单体液压支柱配合圆 木进行临时支护，木料一头架在支架顶梁上，一头 支在煤帮石头上，并用木料填实冒空处的方法来维 护顶板，严禁未采取临时支护进入机道清理矸石。 （2）清理机道 从机头第25架往机尾、 机尾第80架往机头，两 头同时往中间清理，清理机道宽度为1m。 清理石头 时采用打眼放炮松动岩石，采用多打眼放小炮的方 法，工作面严禁放明炮；人工往刮板输送机上出矸 石，严禁大块岩石拉出工作面；矸石拉出后整齐码 放于机头采空区侧和巷道下帮。 （3）放炮起底 起底时采用打眼放炮松动底板岩石，采用多打 眼放小炮的方法，工作面严禁放明炮；起底炮眼深 度为1m，每个眼装药量为300g，封炮泥长度不得 小于0.5m，卧底深度0.6m；采用人工往工作面溜 子上出矸，使工作面的支架顶梁与底板保持2.0m 左右高度，从而使工作面刮板输送机可以正常推 移，采煤机可以正常工作。 （4）拉移支架 起底工作结束后，选用两根DW25-300/100X或 DW15-300/100X单体支柱支设在支架的顶梁上并 保证单体与支架顶梁成一定的夹角，从而使得单体 支柱对支架有向前移动的力， 单体（下转149页） 145 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 2）通过对9煤层49407工作面采用掘进期间向 相邻及上覆工作面采空区超前注氮，49407工作面 两顺槽在掘进期间温度由15℃下降至11℃， 达到正 常温度，同时对相邻采空区取样化验分析，未发现 任何自然发火标志性气体，并且相邻及上覆采空区 温度也下降至正常在11℃～12℃之间， 实现了安全 回采。 在自然发火危险的矿井，必须坚持“预防为主、 防治结合”方针，本着“超前预防、源头治理、定向治 理、科学灭火”的原则，一方面积极推广无煤柱、绿 色充填及煤层群下层煤内错布置开采等新技术、新 工艺，杜绝遗煤、煤柱及浮煤产生；另一方面积极建 立微色谱束管监测系统，超前监控监测自然发火标 志性气体，完善以注氮、注浆、三相泡沫为主的防灭 火治理手段，根据自然发火源，采取超前精准靶向 预注氮或其它惰性气体，既有效保证了矿井正常采 掘及接续， 又有效减少了煤炭资源的损失和浪费。 西铭矿采用超前预注氮与精准靶向预注氮技术，对 上覆及相邻采空区制造高氮少氧“隔离带”防灭火 措施，做到了提前预防，精准预防，契合了“双重预 控”理念，将风险、隐患提前控制，为预防煤层自燃 提供了宝贵的实践经验和技术，为西山煤田开采近 距离煤层预防采空区自然发火提供了实践案例。 参考文献 ［1］ 孙雪亮.工作面末采回撤时期防灭火及快速回撤技术 ［J］.煤矿安全.2019（6）78-81 ［2］ 肖长亮.煤矿快速密闭系统与大流量注氮治灾研究及 应用［J］.中国煤炭工业,2019（7）64-65. ［3］ 史旭东.近距离煤层巷道通风及注氮防灭火设计［J］. 煤矿现代化,2019（5）133-135. ［4］ 王长元，邵启溉，徐承林.MT-T701-1997煤炭行业标 准（MT）/煤矿用氮气防灭火技术规范［M］．北京煤炭 工业出版社，1997575-576. 作者简介赵文曙（1972-），男，山西长子人，本科学历，工 学学士，高级工程师，现任西山煤电股份有限公司西铭矿总 工程师，主要从事煤矿通风与瓦斯治理技术管理、地测防治 水治理工作。 收稿日期2019-12-10编 辑岑代全 支柱打好后，停止供液，在拉移支架 时单体支柱采用远距离供液，支架工必须在支架内 进行操作，支架拉出后支架工应迅速将支架升起接 实顶板。 支架处理完后应将工作面分段进行推进， 只有当工作面支架的行程大于400mm时，再进行下 一段的推进，保证拉出的支架不被再次压死。 3.3预防压架技术措施 预防压架技术措施如下①加强工作面液压支 架的检修力度， 充分保证液压支架的支护性能；② 控制割煤深度，严格控制工作面空顶距，拉架后保 证足够的支架初撑力；③加强工作面矿压观测，在 周期来压之前做好充足准备，在煤壁片帮区提前注 马丽散，防止周期来压时煤壁片帮加大，出现顶板 冒落现象。 8306工作面在过新切眼后期采用注马丽散和 架木垛的技术措施后，片帮冒顶区的煤壁和顶板得 到有效控制；通过清理机道、放炮起底后，压死的液 压支架能够成功拉出； 支架扶正处理后正常回采 时，通过加强支架检修力度、控制空顶距、支架初撑 力以及加强矿压观测，及时对煤壁片帮区进行注浆 加固，工作面未再次出现压架现象。 通过分析锦瑞煤业8306工作面冒顶压架情况 及原因，采用注马丽散和架木垛以及清理机道、放 炮起底等技术措施后，工作面冒顶区顶板得到有效 控制，压死的支架顺利拉出；提出了工作面预防支 架压架的技术措施，为以后处理类似事故和工作面 预防压架提供了宝贵经验。 参考文献 ［1］ 王永军.浅埋深大采高综采工作面压架及冒顶处理技 术［J］.煤炭工程，2015（3）68-70． ［2］ 高登彦，高登云，侯志成.特近层间距下煤层综采工作 面初采压架机理及处理措施［J］.煤炭工程，2015（8） 64-67． ［3］ 李刚，陈少华，高金龙.综采工作面压架实例［J］.煤 炭科技，2013（4）48-50. ［4］ 罗文.大柳塔煤矿52304综采面收尾段压架冒顶事 故处理对策［J］.陕西煤炭，2014（1）52-55. ［5］ 马进功.断层附近短壁开采行走支架压架事故处理研 究［J］.煤炭工程，2017（11）65-68. ［6］ 吕华新，连小勇.松动爆破技术在综采工作面压架处理 中的应用［J］.煤炭科学技术，2017（8）164-169. 作者简介薛龙志（1988-），男，山西临县人，2009年7月毕 业于中国矿业大学采矿工程专业，本科学历，工程师，现任 龙峰煤业生产矿长，从事煤炭生产管理工作。 收稿日期2019-10-17编 辑彭呈喜 （上接145页） 149