三角棚在综采工作面机尾过断层超前支护顶板实践应用

闫涛

摘 要：介绍了潘一东区1221（1）综采工作面顺利通过F1221-1逆断层期间采取的一系列技术措施和管理方法。主要谈谈工作面过逆断层期间，断层上盘11-2煤位于巷顶及断层面附近煤层厚度异常增厚，顶板破碎易出现超前片帮及掉顶，延缓回采进度和威胁安全生产。针对以上情况，制定工作面人工施工超前棚施工方案及措施，工作面采取刷帮架设顺山棚、走向棚，机尾采取刷帮架设三角棚后，再使用煤机进行割煤作业，杜绝了因顶板破碎、煤壁超前片帮而引起的顶板、瓦斯事故，保证了工作面正常推进度及顺利收作。

关键词：逆断层;超前片帮;掉顶;顺山棚;走向棚;三角棚

一、工作面概况

潘一东区1221（1）工作面位于西一采区上山以东，1231（1）工作面采空区以北。西面的1232（1）工作面及北面的1211（1）底板巷。工作面底板标高为-772.8～-836.8m，对应地面标高为+20.8～+22.2m。

F1221-1逆断层，倾向125°～197°，断层面倾角为∠6～65°，断层落差H=5m，该断层产状及两盘附近煤岩层变化大，断层两盘附近11-2煤受断层牵引，煤层厚度从2.4异常增厚至5.5m，上盘11-2煤层及顶板裂隙及滑面发育。该断层从运顺G88退尺点处揭露，走向影响长度335m，倾向影响160m。

二、工作面过构造异常区方案

综合方法在综采工作面过断层采煤时，综合考虑实际的情况。因为采煤是一项综合性的技术，需要各个方面的配合，工艺也较为复杂，很多不可控的因素都有可能影响采煤的进度，其工艺的复杂性自然决定了技术的综合性。所以在综合各种情形的基础上，综合各种方法，因地制宜，而不是在整个过程中只使用一种方法采煤，单一的方法在实际的采煤过程中会出现很多的漏洞，所以为了避免出现不必要的问题，需要多种方法相结合的过断层采煤方法[1]。

三、工作面过构造异常区安全管理重点

1.加强支护

在过断层采煤中，需要引起重视的主要问题之一就是防止冒顶，而解决这一问题的有效措施就是加强支护，在过断层时便需要对断层面的顶板严格控制。首先需要加强支护的部位就是工作面的上下巷道与断层附近，支护的质量和数量关系到支护的强度和安全可靠性，因此要根据相关的规范进行施工。依据具体的情况，增减支护，而当断层顶板破碎时，则最好是利用带压移架，这项措施能够有效地减少移架过程中出现的顶板破坏的情况。

2.提高推进速度。

3.控制断层走向与工作面的交角[2]。

4.增强管理以及注意设备的日常维护。

四、工作面机尾三角棚超前支护措施

1.工作面使棚技术要求

1.1支护材料

1）顶部支护采用长度3～4.5m矿用11#工字钢配合单体架设工字钢棚进行支护。

2）帮部背帮材料：单体配合板皮或金属网进行背帮。

3）顶板使用圆木、道木、板皮或金属网进行过顶。

4）临时支护：使用不少于2根单体打在道木、圆木下方，作为临时支护。待工字钢棚架设完毕，方可拆掉临时支护。

2.2使棚工序

1）拨门施工工序：选择顶板较好地段，进行敲帮问顶后，找掉顶板、煤帮浮岩危矸→先按回采方向开茬进行施工→施工深度够0.8m，使用单体配合工字钢挑顺山棚→继续施工，深度够2.4m时，在顺山棚下方挑走向棚，托住顺山棚→施工完毕后，改为倾向施工。

2）工作面使棚工序：进行“敲帮问顶”，找掉顶板、煤帮浮岩危矸→使用手镐刷帮，人工出货，深度够0.8m时，用单体配合工字钢挑顺山棚→继续施工，深度够4.5m时，使用单体配合工字钢挑2排走向棚托住顺山棚→进入下一个作业循环。

2.3技术要求

1）根据工作面实际情况进行分茬，采取人员进行刷帮、使棚，手镐等工具配合掏肩窝、腿窝，当煤体及矸石硬度大时，采取放炮松动处理，人工出货进行使棚[3]。使棚层位跟煤层顶板施工，高度≤2.4m（应根据现场实际情况合理选择层位）。

2）使工字钢棚前，严格进行敲帮问顶，用长柄工具将浮矸、危岩找尽，并用单体配合半圆木或扒皮料、道板架设临时支护。

3）工字钢棚距为0.8m，应根据现场实际顶板情况合理选择棚距;顶板岩性差，易破碎时，应缩小棚距，并使用撞楔进行超前支护。

4）金属网规格：5000×1000mm（10#铁丝制作）。金屬网压茬、联网不小于200 mm;采用14#铁丝双股扭结联网。

5）临时支护：不少于2根DZ18、DZ22、DZ25单体打在道木、圆木或工字钢下面作为临时支护。

6）刷帮、使棚工作采取人工使用手镐、铁锹等工具出货，人工挑棚进行作业;当使棚遇矸石硬度大时，采取打眼放炮处理，人工进行出货、挑棚作业。

五、超前棚类型及优缺点

1.架棚布置方式：

1）顺山棚：顶梁的轴线与煤层走向方向垂直。

优点：架设容易、控顶距小、易操作，适用于工作面片帮、掉顶（沿倾向）跨度大的，超前片帮、掉顶距离较短。

缺点：超前支护距离短，割煤期间，需要整改大量的支护单体，工作量较大。

2）走向棚：顶梁的轴线与煤层走向方向平行。

优点：控顶距大、后期割煤时，更改支护单体量较小，适用于工作面超前片帮、掉顶距离较大的。

缺点：控顶距大，顶板破碎严重时，施工难度较大、安全隐患较大。

3）三角棚：顶梁的轴线与煤层走向方向斜向。

优点：施工工作量小、架设容易、控顶距小、支护单体数量少，支柱回收容易，适用于工作面端头顶板破碎时使用。

六、经济与安全效益

工作面机尾采取架设三角棚后，每小班割煤刀数从原来的2硐煤提高到3硐煤，每小班多出煤600吨，按目前吨煤价格300元，多产生经济效益180000元，另外三角棚易于架设，支护易于改棚、维护，便于操作，提高了出勤人工的工时功效和安全效益。

七、结语

我单位回采的1221（1）工作面于2016年12月底安全收作，杜绝了顶板、瓦斯等事故，做到了安全高效开采。工作面轨顺为沿空巷道，临近采空区，回采期间受采动影响，巷道变形量大，在断层附近顶板破碎，严重制约工作面回采安全工作。现场过断层期间，机尾采取超前刷帮并架设三角棚，杜绝了超前片帮、掉顶等问题，有效提高了回采进度和端头人员工作量。

附图：

参考文献

[1]李慎举，郭伟勇，马震，等.综采面直接过断层技术研究[J].煤炭科技，2010（1）

[2]秦文军，陈鑫.综采工作面过大落差断层技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊）

[3]杨嘉昌，李强.综采工作面过断层的顶板控制技术及应用[J].中国西部科技，2009（04）