综放工作面推出切眼期间技术浅析

[摘 要]针对综放工作面推出切眼过程中，由于切眼支护初撑力不足、顶煤松软破碎，漏、冒顶事故频繁发生，甚至出现大范围冒顶，从而造成大范围的支架歪、倒现象。最严重时切眼支架空顶达九成以上，支架歪架、倒架达七成以上，致使工作面推进速度极慢，推出切眼时间较长。我们在推进过程中不断改进技术措施、总结得失、积累经验，最终安全推出切眼。本文以7521综放工作面为例，主要就这次推出切眼进行技术浅析，为今后综放面类似的切眼推出提供参考。

[关键词]综放工作面 切眼 顶板破碎 漏、冒顶 歪架、倒架

中图分类号：TD263.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0264-02

一.概况

1.地质概况

7521综放工作面标高-460 ～ -636m，走向长1646～1677m，走向倾角1°～20°；倾向长129～185m，倾角1°～25°，煤均厚5.33 m，工作面地质构造较复杂，在掘进中共揭露断层33条，其中大于5.0m断层7条；直接顶为砂质泥岩、平均厚6.72m，老顶为粉细砂岩、平均厚2.8m，底板为泥岩。

2.切眼概况

⑴设计切眼长185m，切眼有落差1.8m逆断层和0.6m正断层各一条，切眼上部倾角20°，中部倾角25°，下部倾角18°，中、下部底板起伏较大；

⑵切眼设计净高2.4m、宽6.7m，采取工字钢定型棚对棚支护（煤帮侧棚梁长2.4m，老塘侧棚梁长3.7m），棚距0.6m，塑料网护顶，中间棚腿交叉处设一排木垛，辅助支护；

⑶设备选用：SL300型采煤机落煤，SGZ-764/630型双中链刮板运输机运煤。ZFG-7200/18.5/32型过渡支架10台、ZFY-6800/16/28型放顶煤支架113台和ZT-18560/18/32型端头支架1组。

3.切眼顶板状况

由于受地质构造影响及切眼支护的缺陷，使得切眼在安装前，部分地段顶煤已松散破碎，个别地段顶煤部分已漏。支架安装过程中，原切眼维护顶板所支设的木垛被撤除，工字钢棚腿被摘掉，支护稳定性被破坏，加之支架安置过程中反复升降，使得切眼顶煤更加破碎：约一半范围内的顶煤漏空，未漏顶煤也仅仅是堆积在支架上，切眼内约75%地段的顶煤同煤壁已断开，另外掘进时所铺设的塑料网也大部分不起作用，这些均给综放工作面的开采带来很大的困难。

二.开采期间遇到的难题

为使综放工作面能尽快推出切眼，走向正常生产，针对切眼的顶板状况，经技术会审、分析研究决定：

1.切眼平行推进，暂不调面；

2.为保持顶煤的完整性，暂不放煤；

3.顶板破碎地段铺设金属顶网，同时沿一起倾斜方向加铺木板（4000mm*200mm*50mm），每进一刀上一块木板，必要时在煤帮做超前支护。

但在实际开采中，却遇到许多始料不及的难题，给生产带来较大的影响，严重制约推进度。由于原切眼内，超过一半的地段顶煤已碎，故在开采过程中，随着支架的前移、升降等造成大量顶煤沿架间冒落，加上切眼倾角较大，往往一处漏顶造成数架漏空。原切眼掘进过程中，所铺设的塑料网片大部分已被冒落顶煤撕烂，加之局部联网质量不好（网扣不标准，联网较稀等），已基本不起作用；而新铺设的金属网，刚到前梁，大部分也被冒落顶煤砸掉，起不到护顶作用。在切眼推进仅四刀约2m时，60#～80#支架顶煤全部漏空，进而使得该段支架蹬空，造成歪架、倒架。由于空顶范围较大，支架无法生根，造成该段推溜、移架极为困难，常常是刚移超前架，随着推溜又回到原位，而刚扶正、调好支架，由于一处支架歪架，往往造成大范围的倒架，最严重时一次倒架达40架（50#--90#）。而歪架、倒架事故又造成支架上方顶煤全部漏空，加上切眼无法正常生产，推进度极慢，使得漏、冒顶范围速迅向全面扩展，歪倒架也进一步加剧。切眼推进六刀约3.0m时，40#～92#架顶煤漏空，切眼推进4.0m时（约8刀），全面顶煤破碎，歪架范围进一步扩大。恶性循环使得切眼无法组织生产，对安全也极为不利。

三. 处理措施

1.支架上打联锁木垛

为解决大面积冒顶，支架无法生根，大范围歪、倒架，造成推溜、移架作业困难这一难题，采取了在支架上打联锁木垛的办法，走向用φ200mm长3.0m半圆木，倾向用2.6m半圆木，紧靠煤帮打联锁木垛。打木垛前将支架降至2.0m左右，木垛打好后将支架升起，以便接牢顶板。这种处理方法在实践中取得了较好的效果。

2.安装防倒千斤顶

为使切眼空顶处支架具有整体性、稳定性以及方便于移架、调架，采取了在空顶处支架上安设防倒千斤顶的方法，使每台支架手拉手，上、下联接，并将防倒千斤顶最上端安装在顶板完整支护有力的支架上，推进中50#～98#架共安装48套防倒千斤顶。移架时，每台支架前、后各支设一棵单体，配合防倒千斤顶辅助移架，确保不再发生歪架、倒架。效果较为明显。

3.单体辅助支撑移架

为增加切眼支架稳定性，对全面支架采取了单体辅助支护法，即在每一台支架中部架设一斜撑单体。该单体一端打在本台支架的顶梁中部，另一端打在下方相邻支架的底座厢内。由于单体生根在实底上，对支架起到了较好的辅助支撑作用，基本解决了支架的歪、倒问题。

4.煤帮做超前

针对顶板特别破碎地段，应采取做超前支护的办法，如图。做超前用φ200mm、长3.2～3.5m半圆木、2.5m单体，一梁三柱。半圆木老塘侧一端搭在支架前梁上不少于0.3m。做超前时，首先选择一处顶板相对较完整的地段，按照“浅打眼、打底眼，少装药、放小炮”的原则，向前放小炮、扶小棚维护，待向前掘进3.0m左右深时，再用3.5m半圆木改棚扶正规支护。扶棚前，在半圆木上沿倾向铺设1.5m*4.0m金属网，并在每2棚半圆木棚之间再加打三个顶锚杆，将金属网锚固在顶板上。而后，在做超前内，沿倾斜方向向下打眼放炮，扶棚做超前，每循环进度0.75m。这样不仅较好地维护了顶板，对施工安全也较为有利。7521综放工作面在推出切眼过程中，共用这种方法做超前40架。实践证明，采用这种方法后，使原来一直破碎的顶板得到了较好的控制，基本做到了一次逮顶，一次推出切眼，杜绝了漏、冒顶事故的发生。

5.全面铺设金属网、上大板

开采切眼初期，由于对顶板认识不足，采取在顶板破碎地段铺设金属网。但随着试采开始切眼就出现了全面顶板破碎，半数顶板漏空的不利局面。为此，及时调整了在全面铺设金属网，并针对顶板状况采取不同方法进行铺网。

⑴顶煤完全冒空地段，由于采取了在支架上打联锁木垛的方法进行顶板管理，故在打木垛前即将金属网平铺在支架上，并在木垛的老塘侧，将金属网同木垛连在一起，确保上网一次成功。为防止煤壁片帮，又采取了在支架上向煤壁打木锚杆锚网护帮。如图：锚杆按三排五花眼布置，金属网下端同支架上铺设的金属网联好垂在前梁下，兜住顶煤。割煤时，紧跟煤机后滚筒，在支架前梁前端沿倾向铺设木板（4000mm*200mm*50mm），每进一刀铺设一块。木板铺在金属网之下，沿倾向压茬0.5m。铺设木板时，先用2到3棵单体将木板升在顶板上，以确保移架时，顶板的完整性，必要时还可在煤帮肩窝处按向上60度角加打木锚杆，将金属网锚在顶板上。

⑵顶板相对较完整地段，采取了铺网、上木板及煤帮锚网的方法铺网。

⑶顶煤较破碎而又未冒落的地段，铺网同做超前结合起来，做超前时，将金属网沿倾向铺设在半圆木上，确保一次到位。

6.打超前铁刹杆

切眼做超前棚维护顶板的方法虽效果较好，但进度太慢，尤其是对一些顶板、煤壁相对都较完整的地段。经研究采取了在支架前梁处打超前铁刹杆的方法帮助支护顶板。铁刹杆用φ32的圆钢制成，长2.5m～3.0m。使用时将铁刹杆沿支架前梁按向上100～150的仰角平行打入煤壁，锚杆间距200mm。这样顶板的完整性得到了较好的加强。切眼试采时，支架前梁紧托刹杆底部推进，取得了较好的效果。

7.采取调面自下而上逐步逮顶

切眼向前推进5m后，20#向下顶煤得到控制且较为完整；其余地段，特别40#～90#顶板极为破碎。如平行推进，必将一次性大范围揭露破碎顶板，生产组织较为困难，推进度极慢，且易造成大范围顶板联锁事故。后采取调机头的方法开采，自下而上逐步逮顶。这样做，一是可将切眼调为伪斜开采，控制设备下滑；二是将大范围破碎顶板自下而上分段揭露，逐步逮顶，待一段顶板得到有效控制后，再向上顺延扩展。采取该方案后，由于将破碎顶板分割成数段，故不仅避免了大范围歪、倒架联锁事故，而且推进度大大加快，效果较为明显。

四.技术总结

1.改进切眼支护方式

由于7521切眼掘进采用跟底留顶煤施工，所以对顶板管理尤为重要，稍微控制不好就造成顶煤松散、破碎，给今后安装、开采造成隐患。切眼设计施工中没有采用锚网支护，沿用架棚支护，造成开采时一系列事故的发生。其主要危害有：

⑴支护方式缺乏对顶板的主动支撑作用，使得大部分地段的顶煤均处于等劲状态。掘进中由于腿窝松软、背板不实、木楔不紧等都将使顶煤处于无支护状态，进而引起顶煤松动、离层。而松动的顶煤堆积在定型棚上，又给人一种顶板完好的错觉。随着安装中定型棚腿的摘除、开采时支架的移动等，都会引起顶煤冒落。

⑵架棚支护对设备安装极为不利。采用架棚支护在设备安装时，必先对工字钢棚腿进行拆除，顶板失去支撑作用，支架安装时升降，均造成顶煤松动，不利于顶板管理。

⑶切眼掘进时使用塑料网也给开采带来隐患。由于塑料网护顶强度不够，所以在定型棚腿摘除、支架安装时的升降，部分网已被扯烂，起不到护顶作用，移架时架间漏煤极为严重。

因此，建议在今后的综放面切眼设计、施工中尽可能使用锚网支护或锚网、锚锁联合支护。

2.支架防倒、防滑设施的安设

在试采期间，由于发生大范围漏、冒顶，造成歪、倒架事故频繁发生。由于在试采前未能及时安装防倒、防滑千斤顶，故给试采期间的防倒、防滑及调架工作造成不便。因此，建议今后凡煤层倾角大于15°的综放面，在设备安装中要同步安装好“三机”的防倒、防滑设施，为顺利开采作好准备。

3.切眼采用伪斜布置

煤层倾角21.5°～ 27.5°，切眼设计为垂直两道布置。若工作面采取平行推进，势必造成设备下滑，试采初期调面难度大，影响推出切眼。建议今后在倾角较大的切眼设计施工时，应根据煤层倾角、切眼长度等选择较科学的伪斜角度，将切眼布置为合理的伪斜开采。

4.全切眼上网

对于倾角较大的切眼，由于顶板管理存在一定难度，建议在开始试采时，将工作面铺设金属网，避免出现因顶板破碎而造成大范围漏、冒顶事故，影响切眼试采。待工作面走出切眼并完全接实顶板后再取消上网，正常放煤。

作者简介：

吴少先，江苏金湖人，1972年8月出生，大学文化，高级工程师，工作单位上海大屯煤电公司姚桥煤矿。