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内蒙古某矿回采工作面顶板管理实践杨智（国家能源集团神东煤炭集团公司木柳塔煤矿，内蒙古鄂尔多斯0 1 7 2 0 0)摘要：回采工作面顶板管理难度增大，影响生产有序进行。加强大采高回采工作面的顶板管理，进行合理有效的控制，保障后续工作有序进行，有效保证回采工作面安全，确保回采工作面顺利开采。关键词：巷道布置；回采工艺；顶板管理中图分类号：F406.3;TD327.21工作面概况22101-2工作面为2 2 煤层一盘区第二个综采工作面，如图1 所示。上部为1 2 煤层采空区，下部为未采区，工作面煤层四周全部为2 2 煤实体煤，工作面上部存在柳塔煤矿E3 0 5E I 3 1 1 房采采空区，与1 2煤层间距为2 52 8 m。根据掘进期间揭露情况，煤层在工作面内赋存稳定，属于稳定煤层。地质构造：22101-2工作面回采3 4 0 m时，胶运顺槽3 1 3 2 联巷揭露2 2 F4正断层（断层产状：倾向2 1 4、倾角4 0 落差0.8m），断层向工作面内延伸；工作面回采7 6 0 m时，胶运顺槽2 52 6 联巷揭露2 2 F3正断层（断层产状：倾向271倾角2 8 落差1.2 m），断层向工作面内延伸；工作面回采8 97 m时，胶运顺槽2 4 2 5联巷揭露2 2 F2正断层（断层产状：倾向2 7 4 倾角4 0 落差5.7 3.7 m）。该断层走向延伸贯穿整个工作面，窜至回风顺槽1 1 12联巷揭露。三个断层共计影响94 0 m。E11307采区22101胶运顺槽6L180图1 工作面布置图2采煤方法2.1巷道布置22101-2综采工作面位于2 2 煤一盘区，胶运顺槽和回风顺槽沿中部集中胶带巷、主井胶带巷方位垂直布置，进风为双巷布置，2 2 1 0 1 辅运顺槽承担进风、人员和物料运输任务；2 2 1 0 1 胶运顺槽承担进风、运煤和文献标识码：B供排水任务；2 2 1 0 1-2 切眼承担安装采煤机、液压支架和刮板运输机等设备任务；2 2 1 0 1 回风顺槽承担回风、行人、物料运输和供排水任务；2 2 1 0 1-2 主辅回撤承担设备回撤任务。2.2 回采工艺22101-2工作面沿煤层倾向布置，沿走向推进，沿22煤底板回采，采用走向长壁综合机械采煤法。工作面两端头1 0 架内顶底板平缓过渡。割三角煤时，必须保证两顺槽底板与工作面底板平缓过渡，防止发生机头或机尾运输机过渡槽起翘事故。根据煤层厚度调整采高，工作面沿顶底板割煤，正常情况下采高不得低于2.8 m，考虑到底板平缓过渡和煤层起伏等原因，保证采高可以适当割底。顶底板要割平，不得留有台阶和伞檐。当工作面遇到断层、冲刷时，尽量降低采高通过，减少割岩，编制专项安全技术措施并严格按照措施执行。3顶板管理10L8Y3.1支护设计22101回风顺1L308124178文章编号：1 0 0 8-0 1 55(2 0 2 3)1 0-0 1 2 1-0 33.1.1顶板管理方式工作面采用ZY12000/18/35D型掩护式电液控制支架进行支护，胶运顺槽采用DW31.5-150/100型单体液压支柱进行超前支护，回风顺槽采用ZFDC11600/18.5/36型超前支架进行支护，如图2 所示。采空区采用直接跨落法管理。EV30610图2 超前支护区EII307进1 0 51 m采经区8月2 7 日工作面位置推进1 2 95m1213.1.2液压支架的选型支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和老顶岩层移动产生的压力。支架的结构和支护特性能适应和保护暴露顶板的完整性。支架底座要适应底板岩石的抗压强度。支架支撑高度要与采高或煤层厚度相适应。支架安全性能要好。3.1.3支架的核算根据工作面顶底板岩性、煤层厚度及埋深等条件，选用中煤北京机械制造的ZY12000/18/35D型掩护式电液控液压支架及配套的端头和过渡支架进行支护。根据核算结果，中煤北京机械制造的ZY12000/18/35D型掩护式电液控制支架的支护范围为1.8 3.5m，符合要求。液压支架的工作阻力为1 2 0 0 0 kN，满足支护载荷要求。3.1.4两顺槽超前支护的确定对已回采工作面矿压观测数据进行分析，综采工作面从端头支架前梁向外2 0 m范围内为顶底板移近量、两帮移近量变化活跃段。两顺槽超前支护，胶运顺槽超前支护：采用DW31.5-150/100型液压单体，超前支护距离为2 0 m。支护形式为双排布置，一排从液压支架前梁不大于一个步距开始向外支护，间距1.0 m，共2 1 根；另一排在破碎机电机和转载机电机之间布置，共6 根。回风顺槽超前支护：采用ZFDC11600/18.5/36型超前支架，支护距离为2 0 m，支护形式为沿巷道中间顺序布置，共2台。两顺槽联巷口支护：采用DW31.5-150/100型液压单体,深人联巷口1.0 m位置打设一排单体,单体间距根据联巷口抹角宽度均匀布置。两顺槽超前支护强度验算。胶运顺槽净宽5.4m，净高2.8 3.0 m，每排施工6 根16mm2100mm锚杆，排距1 m，折算2.2 2 根/m；每排施工2 根17.8mm6500mm锚索，排距3 m，折算0.2 5根/m。回风顺槽净宽5.4 m，净高2.8 3.0 m，每排施工6 根16mm2100mm锚杆，排距1 m，折算2.2 2 根/m；每排施工2 根17.8mm6500mm锚索，排距3 m，折算0.25根/m。工作面两顺槽超前支护选型及设计符合要求。3.2工作面顶板管理3.2.1工作面顶板支护中间支护：工作面安装1 3 0 台中间液压支架，支架中心距均为1.7 5m，工作面正常段拉架方式为单架依次顺序式（又称单架连续式），支架沿采煤机牵引方向依次前移，移动步距等于截深。端头支护：工作面机头配置3 台端头支架和1 台过渡支架，机尾配置4 台端头液压支架和1 台过渡支122架，胶运顺槽侧端头架移架顺序D1D2D3G4,回风顺槽侧端头支架移架顺序与胶运顺槽侧相同，由外向内顺序移架。顶板管理：工作面采用全部垮落法管理顶板，顶板随支架前移自行跨落充填采空区。3.2.2初采期间工作面顶板管理为避免工作面初采期间顶板大面积垮落形成飓风，对人员和设备造成伤害，在工作面回采4.0 m后进行深孔爆破放顶。初采期间强制放顶后，如果工作面连续3 0 架、支架后1 0 m范围内直接顶不能随采随冒时，必须采取措施避免大面积顶板跨落造成事故，必要时要进行补充强制放顶。初采2 0 0 m范围内必须加强矿压观测，准确掌握初次来压步距和周期来压步距，分析总结来压规律。支架工及时进行移架，保证初撑力符合要求，工作面连续出现多台支架安全阀开启的情况时，跟班队长立即向矿调度指挥中心和生产办汇报，结合来压强度和工作面采空区地表塌陷情况确定是否为初次来压，来压期间要加强顶板管控。3.2.3正常回采期间工作面顶板管理支架工滞后采煤机前滚筒2 3 架移架，移架要做到少降、快拉、快升，及时支护顶板，支架初撑力不低于25.2MPa。加强对液压支架检修，保证液压系统无窜漏液，安全阀开启有效，支架动作灵敏、支护可靠。采煤机司机割煤时合理控制割煤速度，支架工及时跟机移架，移架时根据顶底板平整度合理调整平衡油缸，保证支架架形。采煤机司机要根据煤层走向、顶板变化和地质构造等情况合理调整采高，割平顶底板，保证支架接顶严密。在回采过程中，跟班队长、班长和支架工要密切关注顶板情况，在顶板破碎或存在漏顶的情况下，采用超前拉架、带压移架、擦顶移架方法。支架工移架后及时打出护帮板，护帮板紧贴煤壁，保证护帮有效。支架工在移架过程中利用侧护板及时扶架和调整架间隙,保证支架与顶板处于垂直状态,防止咬架和倒架 2 。3.2.4周期来压期间工作面顶板管理做好工作面矿压规律分析，分析总结周期来压步距，工作面来压时组织快速推进，支架工要紧跟前滚筒移架。在顶板离层的情况下，周期来压期间采用“带压移架法”，即首先将支架立柱快速下降，支架顶梁与顶板稍有距离时，停止降架，立刻拉架，然后升紧支架。如果局部来压、支架顶梁前端切顶、顶板破碎较难控制，存在冒顶迹象，可采取局部加甩刀方式，尽快甩掉压力,加快回采速度。周期来压期间，要保证移架后支架初撑力不小于2 5.2 MPa，保障接顶严密。调架工在后方进行二次补压，使护帮板支护有效。工作面周期来压期间,禁止停机或预防性检修，将压力甩掉后方可停机。3.2.5末采期间工作面顶板管理准确分析剩余2 0 0 m矿压规律。根据来压规律,推算末采贯通时最后一次周期来压位置。如果工作面距离贯通剩余3.5 5m时还未来压，必须向矿调度指挥中心、生产办和矿领导汇报，决定是否等压或采取其他措施，保证贯通后工作面避开来压。末采期间必须保证每台支架的初撑力不小于2 5.2 MPa，保证架形、接顶严密。采煤机司机掌握好底刀提卧量，严禁大起大落，顶底板不得留台阶，确保工作面“三直两平”。末采期间，保证超前支护强度和距离符合规程要求。工作面顶板与主回撤通道的顶板局部贯通时，必须及时超前拉架，减少空顶面积；连网后，要及时进行挑梁，挑梁过程中严禁损坏通道支护锚索。3.2.6两顺槽及端头顶板管理正常回采时，保证安全出口的净宽度不小于0.8 m。严格执行交接班制度，如果安全出口处有轻度片帮，要及时清理；如果片帮严重，人员通过存在安全隐患，必须挂临时网片或补打锚杆进行补强支护。安全出口距离大于1.0 m时，最后一根单体支柱到端头支架侧翻板距离不大于1.0 m。3.3两顺槽围岩及联巷口顶板管理采煤技术员和跟班队长做好两顺槽围岩观测，两顺槽每隔50 m设置一个围岩观测点,距离工作面最近的观测点每天观测一次，距离工作面50 m以外的观测点每周观测一次，配合巷道内顶板离层观测仪，分析巷道围岩变化情况。工作面推进到距两顺槽联巷口3 0 m时，对联巷口进行补强支护，距离联巷口1.0 m处打设5根单体，单体间距根据联巷口抹角实际宽度均匀布置。3.4两顺槽超前支护顶板管理胶运顺槽超前支护设计，工作面采用DW31.5-150/100型液压单体进行支护，超前支护距离为2 0 m，支护形式为双排布置。顶板完好的情况下，安全出口宽度小于1.0 m时，最后一根单体到机头电机铲煤板的距离不大于1.0 m；当安全出口距离大于1.0 m时，最后一根单体到端头支架侧翻板距离不大于1.0 m。回风顺槽超前支护设计时，采用2 台ZFDC11600/18.5/36型超前支架进行支护，超前支护距离为2 0 m。控顶方式采用支架顶梁+伸缩梁控顶，端头支架伸缩梁与超前支架尾梁翻板之间的距离不得大于1.5m,超前支架使用推拉油缸组合前移，推移千斤顶的行程为1730mm。超前支护单体打设成一条直线，单体间距误差不得超过50 mm,防倒装置连接可靠，头尾2 根单体必须用防倒绳和顶板可靠连接；单体必须进行编号管理，编号侧面向着行人侧。当超前支护区域顶板条件差或者巷道高度出现较大变化时，根据现场情况采用增加支护距离、增加单体数量、施工锚索、木垛和架棚等有效的支护方法进行补强支护。严禁同时降下回风顺槽两台超前支架，要保证两台超前支架在同一条直线上，支护在巷道中心，偏差不大于2 0 0 mm，操作超前支架时，超前支护范围内严禁有人作业或滞留。3.5两顺槽三角区顶板管理工作面机头布置3 台端头架、1 台过渡架，机尾布置4 台端头架、1 台过渡架，割完三角煤后及时移出端头和过渡架，有特殊检修作业时除外。为防止工作面两顺槽三角区架后悬顶,在悬顶的顺槽执行退锚措施，工作面两顺槽遇特殊地质构造顶板破碎或者顶板发生离层退锚作业存在安全隐患时，可不进行退锚作业，采取垛沙袋墙措施消除隐患。悬顶面积大于1 0 m时，积极采取退锚或强制放顶措施，消除两顺槽三角区悬顶隐患。特殊情况不能强制放顶时，必须采取其他措施，在端头支架与副帮之间及时施工沙袋墙等。3.6工作面端头顶板管理割完三角煤及时将端头和过渡支架拉出，减少煤壁侧三角区的空顶距，有特殊检修作业时除外。超前支护单体不得提前回撤，生产过程中要经常观察端头支架的受力情况，当压力增大、立柱明显下沉、存在压架隐患时，要尽快在端头加刀进行甩压，防止压死端头支架。工作面端头支架护帮板必须全部上锁管理，检修作业需打开时方准打开，检修完立即关闭截止阀并上锁。若端头巷道顶板破碎，及时伸出端头和过渡支架伸缩梁，有效支护顶板。4结语回采工作面顶板管理存在难度加大、抗压能力弱等问题，影响生产。要制订顶板支护管理措施，加强大采高回采工作面的顶板管理，进行合理有效的控制。确保有效规避井下作业中的顶板问题，保证回采工作面安全。参考文献：1徐颜武.浅析井下采掘工作面的顶板支护管理 J.矿业装备,2 0 2 2(0 4）：1 4 5-1 4 7.2杨联军.采煤工作面过高位钻场瓦斯与顶板管理技术应用 J.能源与节能,2 0 2 2(0 9）：4 1-4 2+52.3徐显富.煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法J.内蒙古煤炭经济,2 0 2 2(0 9):1 5-1 7.作者简介：杨智（1 9 8 5-），男，内蒙古鄂尔多斯人，本科，工程师，研究方向：煤矿生产技术。123