杜家沟煤矿2-101复采工作面顶板控制研究

李同荣

（霍州煤电集团河津杜家沟煤业有限责任公司，山西 河津 043300）

1 工程概况

霍州煤电集团河津杜家沟煤矿主要开采2号、10号煤层，开采深度+840～ +600 m。2号煤层复采区域范围存在多处小窑旧巷，小窑开采的上分层区域遗留下大量的优质煤炭资源。2号煤层位于山西组上部，复采区煤层厚2.45～3.35 m，平均3.05 m，一般倾角2°～10°，结构简单，含0～1层夹矸。为提高矿井经济效益，决定对部分区域进行复采。

一采区位于矿井井田中南部，开采水平+720 m，东至井田边界保护煤柱，南至原杨洼煤矿采空区边界，西至煤层风氧化露头边界，北至可采区边界。2-101复采工作面位于一采区巷道东部，工作面采用一进一回“U”布置，工作面切眼布置在稳定实体煤层中，工作面切眼长度200 m，采用综采一次采全高采煤法。选用MG-250/600-WD型采煤机割煤，液压支架选用ZZ6400/18/38型支撑掩护式液压支架，刮板机为SGZ-764/800型刮板机。

2 复采工作面回采顶板控制方案

在2-101复采工作面推进过程中，复采工作面可能会遇到形式各样的空巷、空区、冒落区，为此制定了2-101复采工作面围岩控制方案[1-2]。

2.1 复采工作面顶板管理要求

工作面保持“三直两平两畅通”：复采工作面采高控制在3.2 m以内，割平底板，不留伞檐。割煤后做到“三直两平两畅通”，即煤壁直、溜子直、支架直，溜子平、支架顶梁平，上下隅角、安全出口畅通。

及时拉架，减少工作面空顶时间和减小控顶距：

（1）机组割煤期间距前滚筒不超过2个支架，应及时伸出暗箱伸缩前梁打开护帮。

（2）待机组机身过后，采取擦顶带压移架控制顶板，减少漏顶漏矸，移架距离后滚筒不得超过2架。

（3）过空巷、采空区特殊区段，必须坚持带压擦顶拉架；顶板破碎时，支架下降行程不得低于100 mm。

（4）拉架后，相邻支架高低错差不大于顶梁侧护板2/3，不挤不咬不倒。

（5）过实体煤时支架的初撑力不得低于24 MPa；过空巷、采空区特殊区段顶板以护为主，保证支架顶梁平直。

2.2 复采工作面过空巷顶板管理

（1）过采空区时的作业方式：依据正规循环作业正常推进。进刀方式：工作面机组每循环进刀时必须选取无空顶且顶板完整地段。采煤机在割煤过程中，顶板完好的区段采用追机方式作业，割至采空区段时必须控制采煤机运行速度，采用超前带压擦顶拉架的方式，及时维护顶板；遇支架不好拉或漏矸严重的地段，必须停机拉架，待超前拉架、顶板稳定后方可继续割煤；若超前拉过的支架护帮板影响采煤机通过时，超前机组前滚筒1架收回护帮板。

（2）移架方式：① 顶板相对稳定段采用单架依次顺序移架方式，滞后采煤机后滚筒2架进行拉架。②过空巷及采空区时移架方法：割煤前保证支架平直，不得出现低头或抬头支架，相邻两个支架错差不得超过顶梁侧护高度的2/3，拉架时要从顶板破碎区的两边向中间进行超前拉架，缩小顶板破碎范围；顶板冒落较高、支架不能接顶的区域，要求支架以护为主、以支为辅，保证支架顶梁平直，支架间距不得大于100 mm。若拉架时出现漏矸现象，必须停机拉架。

（3）矸石处理方法：割煤期间发现顶板矸石垮落时，必须停止滚筒运转，同时反向牵引采煤机，保证矸石滚落至采煤机前部，将矸石拉至距离工作溜子机头处，采用人工风镐破碎方式对矸石进行破碎。

2.3 复采工作面过冒落区顶板管理

2-101工作面2#煤层较厚，煤层、直接顶先后发生垮落，垮落煤岩碎胀后与基本顶仍有空区，复采工作面有高冒区。工作面遇冒落区空间关系如图1。

图1 2-101工作面遇冒落区空间关系示意图

2.3.1 工作面调斜法

当工作面上方出现大面积空顶时，选择工作面虚心调斜通过冒落区。（1）虚心调斜将旋转中心设置在工作面范围之外，旋转过程中采面两端均有一定推进，可在一定程度上缓解顶板和煤壁难以维护的困难。（2）确定调斜比例。通过提前赶溜、摆架和延长溜槽等多种手段调斜回采。（3）根据调斜工作面具体情况，对于冒顶区采取注浆充填等其他措施配合使用。工作面调斜法工艺施工方案如图2。

图2 调斜法工艺施工方案图

2.3.2 过冒落区安全技术措施

（1）工作面高度不得忽高忽低，并严格按要求将采高控制在2.6 m左右。

（2）采用带压移架，超前支护，追机作业。

（3）相邻支架错差不大于顶梁侧护板2/3，不挤不咬不倒。

（4）工作面揭露采空区时，沿底板推进，确保支架接顶严实。

（5）正、副巷端头为采空区或顶板破碎时，回收原巷道支护（U型棚或工字钢棚）会引起煤帮侧严重片帮，因此，只回收煤柱侧棚腿，棚梁及煤帮侧棚腿不回收。

（6）正巷巷道支护为U型棚，使用一根单体柱紧靠转载机溜槽支设在U型棚棚梁上，使用木楔子楔牢；另使用一根单体柱以戗柱形式支护，柱头支护在U型棚二牛背上，并使用木楔子楔牢。

3 结语

针对2-101复采工作面遇到不同的空巷、冒落区等情况提出了复采区工作面顶板控制技术方案，工作面、巷道顶底板和两帮变形较小，保障了复采工作顺利进行，可为同类型复采工作面提供技术参考。