碎顶板综采工作面收尾技术研究

11503回面工作面在收尾阶段受到地质构造影响，顶板破碎，针对上述问题，提出提前做好采面收尾准备工作、对破碎的顶板强化支护以及管理、对底板进行注浆加固、对支架工作状态加强管理等收尾技术措施，确保了采面收尾工作的安全、快速进行，取得较好应用效果。

1概述

11503回采工作面位于南五采区东部，北侧为落差在58m的DF083断层，南侧为南五采区集中运输下山，-850集中轨道运输巷，东侧为11307采面采空区，西侧为未开采的实体煤。采面开采的11号煤层赋存较为稳定，煤层厚度在2.3m，直接顶为泥岩、砂质泥岩，基本顶为粉砂岩；直接底为泥岩，基本底为粉砂岩。工作面走向长度设计为760m，斜长为159m，采用走向长臂后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。由于采面在收尾范围内地质构造发育、在停采线附近发育有多条正断层，在地质构造作用下裂隙发育，顶板破碎。

2采面收尾准备

2.1停采线划定

为了降低地质构造影响，并尽可能增加煤炭采收率，划定停采线与采面成斜交状，停采线位置在11503运输顺槽X1点前方112.5m，在11503回风顺槽X3点位置，停采线长度在179m，具体如图1所示。

图1停采线位置示意图

2.2材料准备

在11503回采工作面收尾工作开始之前，先将塑料编织网（规格为1.2m*6.5m），钢丝绳（直径在18.5mm以上）、联网绳、半圆木、单体支柱、π型钢梁等运送至指定位置存放。当回采工作面推进至距离停采线12m位置时，采面就应与停采线平行，采面的三机（采煤机、刮板输送机、液压支架）保持平直。

3采面收尾施工

3.1施工工艺

采面的收尾可以大致划分为4个阶段：

第一阶段，采面从距离停采线12m至距离停采线6.6m期间（采面推进距离为5.4m）。在采面距离停采线12m时，在液压支架的顶梁上铺设引绳（钢丝绳），引绳平行于采面，引绳的两端分别固定在采面两侧液压支架顶梁上。在支架顶梁上铺设3层塑料编织网，并用16号铁丝每隔200mm将塑编网绑扎在引绳上。

第二阶段，采面从距离停采线6.6m至距离停采线1.8m期间（采面推进距离为4.8m）。在该范围内，支护在后续的支架回撤后直接作用于顶板之上，因此在顶板上铺设3层塑料编织网，并每隔600mm布置一根钢丝绳，强化对顶板管理支护。

第三阶段，采面从距离停采线1.8m至停采线（采面推进距离为1.8m）。在该阶段范围主要用以回撤通道施工。当液压支架的伸缩梁板与停采线距离在1.8m时，停止移架，采用单体支柱移动刮板输送机从采煤机继续割煤1.8m。在每一个支架顶梁上架设两个π型钢梁，一端固定在煤壁之上，一端固定在液压支架顶梁上，并用单体支护贴仅煤壁支撑钢梁。在回撤通道上方以及煤壁墙上铺设两层塑料编织网。

第四阶段，主要是施工绞车窝以及扇形出口。工作面回撤通道与回采巷道基本垂直，为了便于液压支架以及采面其他设备回撤，在采面回撤通道与回采巷道的交叉位置施工宽度为2m，长度为4m的扇口，并施工深度为5m，高度为2.5m，宽度为3.6m的绞车窝，绞车窝中线应于液压支架的顶梁头平直。

收尾期间的回撤通道、绞车窝以及扇面支护如图2所示。

图2绞车窝以及扇面支护示意图

3.2破碎顶板收尾关键技术

3.2.1底板加固

11503回面工作面的收尾范围内断层发育，顶、底板破碎，加之回撤通道宽度大，回撤时长，矿压显现明显。断层受矿压影响，容易形成新的裂隙，增加本已经破碎的顶底板破坏程度，同时采面收尾期间水文地质条件复杂，采面距离下部的含水层约50m，含水层的静水压力达到4.2MPa。断层在矿压作用下容易产生新的裂隙，形成涌水通道，给采面的回撤带来安全隐患，因此，在采面回撤期间应对破碎的底板以及断层破碎带进行加固。

布置的注浆加固钻孔的方位尽量与断层裂隙带斜交或垂直，以便提升注浆效果。在底板以及断层裂隙带共布置注浆钻孔17个，单孔注浆量最大达到552t，总注浆量达到1563t，注浆取得较好效果。

3.2.2破碎顶板管理

受到断层等地质构造影响，顶板破碎，容易冒顶，煤壁容易片帮。若顶板出现冒落，当支架降架容易形成网兜，引起支架顶梁与塑料编织网不能分离，支架移架容易引起塑料编织网出现破洞。

采用半圆木辅助支护，以3台邻近的支架为一组，铺网挂绳，每隔600mm在支架顶梁上平行于采面铺设一根长度为4m的半圆木。塑料编织网联网结束后，在支架的煤壁上，与顶板相距200mm的位置处，在塑料编织网上绑扎一个半圆木，伸出支架的伸缩量挑起半圆木移动，以便展塑料编织网。利用邻近的支架将半圆木挑起，支架托住半圆木依次前行。若支架伸缩量无法拖住半圆木时，可以采用单体支柱将半圆木托起。采用半圆木辅助进行破碎顶板管理，避免塑料编织网出现网兜。

3.2.3支架管理

支架的运行状态直接影响支架回撤难度。在采面地质构造复杂区域，需要对采面支架间距、邻近支架错距、端面距等进行管理。受到地质构造影响，采面坡度较大时，支架移动时可以采用单体支柱或者侧护板对支架工作状态进行调整，并严格控制采煤机割煤高度。空顶时，对支架的顶梁梁背背实，防止支架顶梁未与顶板贴紧密实因此支架倾倒或歪斜。支架在移架时应严格准守从下往上移架顺序，避免下部支架间隙过小，引起支架挤死情况。

采煤机割煤时应保证顶板平直，避免邻近支架顶梁错距过大，在支架移动过程中对平衡千斤顶进行调整。

3.2.4提升支护强度

由于11503回面工作面的收尾阶段顶板破碎，地质构造复杂，在施工回撤通道时，控顶距离加大，回撤通道压力显现明显，可以在支架前梁位置增加布置单体支护对强化支护，较少煤壁受力强度，避免出现煤壁片帮。在采用的单体支柱下安设铁靴、避免单体钻入到底板，提升支护系统的支撑强度。单体支柱的初撑力强度应在11.5MPa以上，液压支架的初撑力应不小于支架工作阻力的80%。同时需要强化对液压支架、单体支柱检修，避免出现漏液，保证支撑强度。具体的回撤通道强化支护如图3所示。

图3回撤通道强化支护示意图

4结语

综采工作面收尾工作以及设备回撤工作是采面正常生产的重要环节，在地质构造复杂区域，煤层顶板及底板较为破碎，给采面的正常收尾带来不利影响。应强化对破碎顶板管理，确保采面收尾工作安全、顺利进行。在11503回面工作面的收尾，矿井采用一系列的顶板、底板控制以及施工管理措施，有效确保了采面在地质构造复杂区收尾的快速、安全，为矿井综采工作面收尾工作的开展积累了宝贵经验。

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