浅谈大倾角煤层综采工作面安全高效推进技术分析

浅谈大倾角煤层综采工作面安全高效推进技术分析

摘要：针对桃园煤矿Ⅱ1028综采工作面煤层倾角大，煤层厚这一地质特点，通

过多年实践总结，在两巷采取了端头支架、超前支架等超前加强支护，并调整推

进方向的方式，实现了大倾角工作面的安全高效回采，可供同类地质条件下的综

采工作面回采借鉴。

关键词：综采工作面；大倾角；厚煤层；端头支架；超前支架；超前支护

1 工作面地质概况

该工作面10煤层属二叠系下统山西组，煤层总厚度一般为0～3.9m，平均

3.6m，机巷外段含0～0.7m薄层泥质夹矸；煤层伪顶为泥岩，直接顶为细砂岩，

老顶为粉砂岩；直接底为粉砂岩，老底为细砂岩；煤（岩）层倾角为18～37°，

平均26°。该工作面外段走向长约316m受古河流冲刷影响，局部煤层因冲刷而缺失，局部顶板纵向裂隙较为发育。

该工作面总体为一走向近南北、倾向东的单斜构造，外段受一古河流冲刷影

响导致煤层变薄，局部沉积缺失，变薄区走向长约316m，根据周边巷道实际揭

露以及Ⅱ2采区地面三维地震勘探资料分析，工作面内探明和揭露的断层共有7条，落差在0～4m，各条断层产状见下表，其中DF13、DF14为地面三维地震解

释断层，各条断层具体情况见下表，预计断层F3和FⅡ1028-1为同一条正断层，

F4和FⅡ1028-2为同一条正断层。另外根据地面定向钻进，发现该工作面外段发

育有一隐伏陷落柱，该陷落柱顶界发育至二灰岩层底板，在三灰岩层内影响范围

长轴约290m，短轴约为200m。

2 两巷超前支护形式

当采用机械化进行采煤时，机械运动会对巷道两侧产生动压力的影响，其后

果可能会导致顶板事故的发生。在此情况下，需要对两巷进行超前支护，确保综

采工作的安全进行。

2.1 U型棚支护

上端头采用超前支架支护的，支护距离超过20m。上端头无超前架的需要进

行超前打挑棚，在U型棚支护的基础条件，超前支护20m范围时，使用铰接顶

梁配合单体或者中顶直接打点柱来进行支护，巷压大情况下采用两排走向铰接顶

梁配合单体支护，并在顶梁间隙内加入木料等方式，通过木料的牢固性，来保证

支柱稳定性。

2.2 煤锚支护

机巷超前管理不小于20m，下端头用端头支架支护，在端头支架外，紧靠转

载机使用铰接顶梁配合单体打设一排一梁一柱走向挑棚，单体支柱支设在铰接顶

梁正中位置，铰接顶梁大头背向老塘，

3 工作面内煤层顶板预防冒顶措施及处理办法

3.1预防冒顶

1）预测预报周期来压，来压期间加强顶板和煤帮的观测，采煤机割平顶底板，支架初撑力不小于24MPa，追机移架，移架滞后采煤机不超过6架，顶板破

碎处及时拉移超前支架。

2）密切注意煤层结构的变化，当煤层裂隙发育、片帮掉顶严重，并伴有淋水，必须超前维护顶板。煤壁片帮距离大于300mm，小于500mm时，架设一梁

三柱顺山棚管理顶板；片帮距离大于500mm时，架设一梁一柱走向棚管理顶板，

每架使两棚，并用木料、大笆接实过严顶板。

3）两巷超前支护范围外，顶板下沉量大、离层、掉顶或巷道变形严重时，

要及时用单体液压支柱配合半圆木打一梁三柱走向挑棚或套棚加强支护。

3.2冒顶处理

1）冒顶处理必须有跟班干部现场统一指挥，并严格按照措施施工。

2）回采工作面发生冒顶时，应立即汇报调度所，并根据冒顶区岩层冒落的

高度和块数，冒顶位置和影响范围的大小，灵活掌握处理方法。

3）出现局部冒顶时，应等冒顶稳定后，从上口打好临时支护进行装顶，装

顶时应坚持敲帮问顶，并有专人在旁监视顶板动态，顶板接实后靠煤壁打上临时

单体支柱，移架时必须带压或加压移架以防木料散落失去接顶作用。

4）局部小冒顶（范围不大且顶板没冒严、工作面没堵死，矸石停止下落）

处理时，首先观察顶板情况，加固冒顶区附近支架，找掉活矸、掏梁窝、探大板，一端搭在支架顶梁，另一端搭在梁窝内，一架两棚，煤帮大板再打两棵临时点柱，并在两根大板上架设木垛接实顶，架设木垛时，要清理好退路，设专人观察顶板。 5）如局部冒顶堵死工作面或大范围冒顶，应首先解决通风问题，并加固好

周围支架，准备充足的用料，根据现场情况采用撞楔、打探板、接木垛等方法处理，须编制处理措施时，严格按措施施工。

6）发生冒顶埋人事故时，立即汇报调度所，维护好周围支架，根据被埋人

员所在位置，采取底板掏小洞、清理支架档等方法，尽快营救出人员，然后按以

上方法处理冒顶。

4 大倾角煤层支架、运输机防倒、防滑措施

4.1 支架防倒

大倾角工作面指的是平均倾角超过26°，因此支架的防倒是十分关键的，所

以采用以下措施：

1）控制采高。采高控制在3.8m以下（中组煤控制在2.6m以下），严禁支

架超高；支架超高应及时提车，控制采高，煤层不宜空顶，易于顶板管理，且有

利于支架防倒和扶架。

2）工作面排头架下端靠支架底座使用端头支架支护，其支架初撑力不小于

24MPa，防止工作面支架歪倒及下滑。

3）强化管理，控制倒架，操作时，要求工作人员自下而上顺序带压擦顶移架，少降快移，一人操作，一人观察顶板、支架状况；液压管不受挤压，正确使

用好侧推装置及尾调千斤顶，严格控制倒架。出现倒架趋势时，必须及时利用侧

护板及尾调千斤顶配合单体，及时将支架扶正。

4）移架要及时，如果移架跟不上，及时将伸缩梁伸出并停止煤机进行移架

作业。

5）支架立柱安装压力表，以便时刻掌握支架初撑力和工作阻力情况。

6）工作面设防倒千斤顶，一端固定在机头第三架，一端固定在机头第一架。

4.2 支架防滑

1）工作面伪倾斜开采

工作面调整为6°～¬9°仰采，既防止支架和运输机下滑，又防止了采空区涌

水流向煤壁，造成生产被动。

2）严格控制支架状态，要始终保证支架垂直运输机，坚持推移、移架由下

而上的操作顺序，从下向上推移和移架，在推移过程中，有一向上分力来抵消下

滑力，同时始终使上边支架在移支架过程中以下边的支架为根基，保证上边支架