2286工作面回采顶板情况与矿压分析

曹守新

摘 要：开滦（集团）东欢坨矿2286工作面位于-500水平北二采区8煤层，南至北二采区运输上山，北至2号勘探线以南150 m，为北二采区首采工作面，四周无采掘工程。该文首先介绍了2286工作面回采顶板情况，然后介绍了矿压分析情况，最后谈谈2286工作面收尾技术要点及新技术。

关键词：2286工作面 回采 顶板 矿压分析

中图分类号：TD323；TD355 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-01

2286工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤法，顶板管理采用自然垮落法，沿底回采，一次采全高。工作面采用MG650/1515-WD型电牵引采煤机，ZY9200-22/46、ZY9200-20/42、ZYG9200-22/46型液压支架及SGZ960/1050型中双链刮板输送机完成煤的“破、装、运、支、处”。

1 工作面概况

2286工作面设计可采长度：风道900 m，运道910 m。2011年5月15日6点班开始单班试生产，试生产期间完善运道皮带防跑偏装置，并对假机头的处进行了改造，完善风道辅助运输系统等工程。2011年6月1日开始单班正常生产，2011年8月19日双班进入，2012年11月完成收尾工作。2286工作面在回采期间共过四个地质异常区、三个水文异常区、五个泄水川、两个泄水联络巷、一个采面泄水眼、五个泄水钻窝。回采中由于工作面面长的变化，采面风道机尾先后在T875 m、T850 m、T800 m、T625 m加了四组ZY9200-20/42型液压支架。

2 顶板情况及处理措施

2286工作面初期为俯斜开采，运道角度下山较大，老塘由机头向机尾方向落板，至7月3日六点班老塘全部落板，风道进尺24.5 m，运道进尺24 m。根据工作面矿压监测实际，工作面周期来压步距为：15-25 m。

工作面回采至风道T863 m处，工作面机尾首先揭露DF35-1正断层，断层落差7.0 m，倾角70 °。2011年8月13日工作面风道回采至T850 m时，70组以上支架出现倾倒趋势，支架上顶及前梁处不断有煤矸冒落，至8月16日70组以上支架倾倒严重，支架倒架、挤架、顶梁错差的现象更为严重，工作面个别支架倾角最大达到42 °。同时支架由正常时面接触顶板变成线接触甚至是点接触顶板，造成架间、梁端出现较大的错差，并大量流煤矸，使支架上顶顶空，支架受自身的重量影响，倾倒现象更为严重，给安全生产带来严重威胁。直至2012年2月10日，综采队经过长达半年的不懈努力，采取各种行之有效的办法，将工作面倾倒支架全部扶正。工作面通过采用铺网技术回采，有效地控制了顶板冒落、煤壁片帮，保证了工作面正规循环作业，大大提高了采面的回采率和原煤产量。

2286工作面随着回采向前推进，在风、运道顶板压力较大和过泄水川及钻窝时，采取在风、运道丢棚子保证安全回采。2286风道在回采初期采用滞后回棚子支护工艺，于2012年2月1日开始采取架前替板工艺。由于采用架前替板工艺，风道上帮压力较大，综采队于2012年3月14日（风道T734 m，运道T743 m，）开始采取在风道上帮棚档间均匀布置3根锚杆加强支护，有效地控制了风道上帮来压，保证了回采安全。2286运道在回采时采用滞后回棚子支护工艺，由于工作面面长变短，工作面于2012年9月16日（风道T157 m，运道T163 m）夜班将机头处一节溜槽拆除，并将头组支架下放至运道，实现了运道的全断面支护工艺。

3 矿压分析情况

东欢坨矿2286工作面2012年4月-11月来压周期（步距）是7～11 d左右。记录日观测数据，根据2012年4月-11月观测，周期来压为7～11 d，由于回采期间，监测线有间断时候，对回采局部监测有些偏差。在回采过程中（回采时），支架末阻力最大达到60 MPa/架。在实际观测中，局部个别支架出现了漏液卸压现象，导致初撑力末能达到预定值，使支架的特性不能充分发挥出来，从而影响到整体架组对采场的支撑效果。由此可知，在确保泵站压力（30 MPa）、及时避免漏液卸压现象发生的前题下，该支架初撑力的设计比较合理，能够适应采场活动的需要。 按支架最大工作阻力来说，到额定工作阻力（9600 kN/架）已没有富余量，说明支架承载强度比较大，采场来压不稳，应力集中现象较严重，回采后期应对采场中、下部加强防护工作。由图中可以看出，支架的工作阻力最小为3 MPa/架，最大为60 MPa/架（安全阀未卸载造成的）。其载荷频率分布规律是：在观测期间。支柱在整个承载过程中因处支架上位置的不同，其承载载荷也是不一样的，其特点表现为：在现场实际观测过程中，部分支柱在来压时出现压力超限现象，造成安全阀

开启。

采场局部有煤壁片冒的主要原因是：（1）顶煤厚度不均、煤体强度低、加之工作面倾角也比较大，当基本顶来压时，由于支架上顶煤已空顶或采面初撑力小等原因，从而导致基本顶压力直接作用于采面上，在回采的采动影响下产生片冒现象。（2）工作面推采速度比较慢，老顶来压，支架倾斜顶板上顶接触受力面积不均，造成煤壁受力较大，造成片帮次要原因。（3）现场处于地质异常区顶板破碎，初撑力达不到技术要求，造成片帮的次要原因。采面支架产生周期压力不规律性的主要原因为：由于采场煤层不平整，变化多，从而造成支架上方在基本顶压力作用下产生的破碎煤体不一样，有局部托煤顶或破板现象，这样便使支架对上顶承载量整体受力不均，使其承载载荷也相应变化。2286工作面局部倾角变化较大，矸石容易顺采煤机或溜槽下滑，加强对采面的顶板管理。

4 2286工作面收尾技术要点及新技术

2012年10月30日，2286工作面开始进入收尾阶段。当天十点班开始联纤维网，10月31日六点班开始联第一条绳，11月3日开始打第一排锚杆，11月10支架全部定位，11日π钢上完，上风开始做绞车窝，15日上风开始做抹角及煤壁侧打帮柱，16日开始打锚索，17日开始打帮锚杆。收尾过程中保证工作面割平、割直，顶梁调平，采高控制在3.2～3.5 m，沿板回采，煤层厚度不足时，适当破底。上、下出口加强支护，上出口高度不低于3.5 m。保证工作面支架初撑力要求，确保液压系统完好。

通过泄水巷里段及切眼的锚网施工，巷道成型较好。尤其是机掘配合锚杆施工，效果更好。经过几个月的离层仪观测，顶板离层及两帮移近量变化不大，巷道断面没有多大变形。因此在8S煤掘进时可以推广锚杆施工工艺，不但可以降低成本，而且有利于回采。在新开掘涌水量较大巷道中，推广使用水槽和挖沉淀蓄水池排水方法。在该区域施工过程中，顶板裂隙水、底板涌水等都较大，给正常施工及巷道排水带来了很大的困难，后经挖沉淀池蓄水和使用水槽排水取得了很好的效果，减少了水冲巷道及底板底鼓的频发事故。施工速度增快了好多。在收尾过程中我们积极推广应用新技术、新材料，对2286回采工作面收尾提出革新，全面应用“格瑞特聚酯纤维柔性假顶网”进行支护，代替传统的金属菱形网。用锚杆，纤维网，上绳，打锚索联合支护的方式控制顶板。