综放面端头及顺槽超前区顶板支护技术与实践.pdf

江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 综放面端头及顺槽超前区顶板支护技术与实践 罗宝红 （大同煤矿集团华盛虎峰煤业有限公司，山西运城043300） 摘要针对虎峰煤业2115工作面开采区煤层上部存在采空区和空巷的情况，结合工作面顺槽架棚支护的现状，通过采用 “π”型梁支护管理工作面两侧端头和顺槽超前区顶板。 现场实践表明，工作面回采过程中，工作面端头和超前区顶板管理较 好，没有出现大面积网兜、落煤和落矸现象，顺槽金属棚能够及时回收，取得了较好的技术经济效益。 关键词综放工作面；超前支护；顶板管理；架棚支护 中图分类号TD3532文献标识码C文章编号1006-2572（2020）02-0150-03 Practice on Roof Management in Repeated Fully-mechanized Caving Face Ends and Leading Area of Crossheading Luo Baohong Huasheng Hufeng Coal Industry Co., Ltd., Datong Coal Mine Group.,Yuncheng, Shanxi 043300 Abstract Aiming at the goaf in the upper part of coal seam and abandoned roadway at 2115working face of HuFeng Coal Industry Co. Ltd., π -typed beam support is adopted in two ends of the working face and the roof in the leading area of crossheading, which can solve the problems of large -scale string bag, coal and gangue fal and recover the metal shed crossheading in time with good technical and economic benefits. Key words fully mechanized caving face; advanced support; roof management; shed support 随着我国煤炭开采强度的增大，遗煤复采面端 头及顺槽支护是急需解决的技术难题［1-2］。 由于工作 面两侧端头处于应力集中区，顶板较为破碎，加之 遗煤复采工作面，上部存在空巷、采空区等影响，导 致工作面端头管理难度巨大。 工作面端头和超前区 顶板管理技术也是广大生产技术人员的重点研究 方向［3-5］。 工作面两侧端头是工作面的安全出口，也 是保证工作面安全生产的基础。 以虎峰煤业2115工 作面为基础，对综放工作面端头及顺槽超前区顶板 管理进行了探索实践。 1.1工程概况 华盛虎峰煤业是由原虎峰煤业、 黄河煤业、海 丰煤业兼并重组整合而成的。2115综放工作面位于 井田东北部，该范围及周边煤层顶部多为空巷和采空 区。 工作面标高504～543m，地面标高683～696m， 倾斜长120m，走向长775m。 工作面开采2号煤层， 煤层平均厚5.3m，倾角平均9 ，顶板为泥岩和粉 砂岩，底板为中砂岩和细砂岩（见表1）；工作面进、 回风顺槽巷道均沿2号煤层底板掘进， 在顺槽巷道 掘进过程中未揭露断层、陷落柱等地质构造，工作 面地质结构简单。 该工作面采用综采放顶煤开采， 循环进度0.6m，设计采高2.2m，放煤高度3.1m， 采放比为11.41，采用78架ZF3100/16/26型液压支 架和2架ZFG3600/17.5/27型过渡支架管理工作面 顶板。 150 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 表1煤层顶底板情况 顶板名称岩石名称厚度，m岩性特征 老顶粉砂岩2.5黑灰色粉砂岩 直接顶泥岩7.9黑灰色泥岩（大部分已遭破坏） 2煤层5.3 黑色，以半亮煤为主，稳定可采。煤层结构简单，局部含1-2层夹石，厚度为0.1～0.4 m,局 部1 m左右。 直接底中砂岩2.1黑灰色中砂岩 老底细砂岩1.4黑灰色细砂岩 1.2开采条件分析 由于多年来的乱掘滥采，2号煤顶部遭到大量 破坏，存在大量的采空区和空巷，特别是顶部煤层， 大部分或局部已造成破坏或严重破坏。2115工作面 由于小煤窑开采导致工作面煤层破碎，在以往巷道 掘进过程中采空区、废弃巷道从煤层顶部、中部到 底部随处可见，而且空顶、空帮严重，给工作面顺槽 巷道围岩的控制造成较大的安全隐患。 由于空顶和 空帮较为严重，为了便于顺槽巷道顶板管理和围岩 控制， 保证巷道安全使用，2115工作面顺槽巷道采 用11工字钢金属棚支护，梯形断面，下底净宽为 4.48m，上顶净宽为3.08m，净高2.56m。2115工 作面端头采用“π”型梁支护，不仅能够有效控制动 压影响和空顶、空帮处的巷道围岩支护，而且能够 有效回收工字钢棚等支护材料。 2.1运输顺槽端头支护 2115工作面运输顺槽侧端头支护为①工作面 侧采用两对“π”型梁支护，一对“π”型梁由2根3.2m 长的“π”型钢梁和8根DW-31.5型单体支柱组成，一 梁四柱，成对错梁布置，梁头错距0.6m，迈步距离 1.2m。 每对梁中梁与梁中心距为0.3m，工作面侧 对梁中的外侧单梁距工作面支架0.3m。②远离工 作面侧巷帮采用一对“π”型梁支护，对错“π”型梁与 液压支架侧布置形式参数一致，远离工作面侧对梁 中的外侧单梁距原巷道刚性支架梁头0.3m。③在 对梁中后滞梁最后一排支柱线上，布置单排密集切 顶支柱，其与工作面液压支架切顶线平行，见图1。 图1运输顺槽侧端头支护 2.2回风顺槽端头支护 2115工作面回风顺槽侧端头支护为①在该端 头等间距布置三对“π”型梁支护，一对“π”型梁由2 根3.2m长的“π”型钢梁和6根DW-31.5型单体支柱 组成，一梁三柱，成对错梁布置，梁头错距0.6m，迈 步距离1.2m； 每对梁中梁与梁中心距为0.3m，远 离工作面侧对梁中的外侧单梁距原巷道刚性支架 梁头0.3m，工作面侧对梁中的外侧单梁距工作面 支架0.3m。②在对梁中后滞梁最后一排支柱线上， 布置单排密集切顶支柱，其与工作面液压支架切顶 线平行，见图2。 151 江西煤炭科技江西煤炭科技2020年第2期 2.3机头、机尾铺网搭梁 为加强工作面机头、机尾三角区管理，工作面 机头、机尾各两架支架上方铺设金属顶网，同时搭 设Ф203.2m的板梁。 网的长边沿工作面倾斜方 向铺设，要求工作面的网与2115运输、回风顺槽的网 联好，铺网长边对接，短边搭接，搭接量不小于30cm， 联网间距0.1m，采用“三扭一扣压辫”式联网法。 1）工作面两侧顺槽超前支护如下①运输和回 风顺槽均在距工作面30m内加强支护，运输顺槽在 距离工作面20m内支设双排支护，20～30m支设单 排支护；回风顺槽在距离工作面20m内支设三排支 护，20～30m支设双排支护。②两侧顺槽均采用 DW-31.5型单体液压支柱配合3.2m长“π”型钢梁 进行支护，一梁三柱，柱距1.0～1.2m。 防倒装置采 用刚性连接，连接位置应在支柱支护高度的1/3，不 超过活柱体， 防倒装置应采用扁铁或丝杠形式，伸 缩距离不小于0.2m；防坠装置采用钢丝绳套，一端 与液压支柱活性柱体连接，一端与π型梁连接，钢梁 与支柱活柱连接紧密，同时升降。 2）由于2115工作面进风、回风顺槽高度不得低 于1.8m，当两巷有明显的矿山压力显现时，应适当 加强支护长度和支护强度、密度。 回风顺槽无设备 布置， 保证安全出口畅通的情况下可再增加一排 “π”型钢梁支护。 3）进、回风顺槽替棚与支架回收。 检修班超前 工作面煤壁5m， 使用单体液压支柱平行钢性支架 设2.8～3.0m的圆木于支架间，作为临时支护支护 顶板，生产班根据需要于所替工字钢梁下左右各支 设一根单体液压支柱、采用卧底的方法，用铁锹将 棚腿下端掏空，取出棚腿。 替下钢梁，并顶帮重新勾 盘严实，然后前移端头支护。 替棚要一架一架地进 行，严禁同时替两架，严格执行“先支后回”。 虎峰煤业2115综放工作面自初采起至末采撤 架结束，共计回采8个月。 工作面整个回采过程中， 在两侧顺槽金属棚支护的基础上，配合“π”型梁支 护和金属网管理工作面端头顶板，“π” 型梁的超前 支护，能够有效控制工作面端头和顺槽超前区顶 板。 在通过煤层上部存在空巷的区域时，工作面端 头和超前支护区空顶破碎煤体得到有效控制，没有 出现大面积网兜、落煤和落矸现象，巷帮也未出现 大面积鼓帮，顺槽金属棚能够及时回收，节省了支 护材料，可在虎峰煤业类似工作面进行推广应用。 参考文献 ［1］ 冀文龙.遗煤复采工作面围岩稳定性及合理采高分析 ［J］.煤炭与化工，2018 1236-39． ［2］ 郭晋鹏.西河煤业复采工作面过采空区技术方案分析 ［J］.山西化工，2019590-92,103. ［3］ 王超.工作面端头与回采巷道超前支护液压支架的 应用研究［J］.机械管理开采，2019 8156-157． ［4］ 吴光辉.破碎顶板工作面端头复合支护技术应用［J］. 煤矿现代化，20196151-153． ［5］ 王俊峰.综采工作面坚硬顶板初放及端头悬顶水力致 裂控制试验［J］.煤矿现代化，20196101-103． 作者简介罗宝红（1987-），山西忻州人，2013年毕业于山 东理工大学采煤专业本科学历，助理工程师，现从事综采技 术工作。 收稿日期2019-12-12编 辑陈宝 图2回风顺槽侧端头支护 152