露头区采掘工作技术分析

露头区采掘工作技术分析

周传福

周传福（黑龙江省鹤岗市鹤矿集团南山煤矿）

摘要：露头区典型的地质采矿条件主要是，顶、底板和煤层都属软弱岩性的“三软”煤层，或为风化破碎的节理化顶板，甚至还受到地质断裂和地下水的作用。因此，搞好巷道掘进的关键是，加强顶板管理和支护工作。

关键词：掘进顶板管理支护

1掘进工作面的顶板管理与支护

1.1在一般的地质条件下，应采取的技术措施是：①坚持先探后掘。在露头区掘进时，一般应进行超前探查。其目的一是为了确切掌握基岩面标高及煤岩柱高度的变化，以对设计的煤柱尺寸进行验证和修正，并采取相应的对策；二是了解有无地质构造断裂和揭露松散层底部含水层的水情，并利用探查孔进行预先疏放。邢台煤矿在保留防砂煤柱开采露头区煤层时，采取在掘进迎头向前方打仰上钻孔，钻孔进入松散层底部砾石层后终孔，收到了较好的效果。②及时支护，严禁空帮空顶。掘进巷道时，一般要用板皮作背帮背顶材料。在巷道压力较大和顶板剧烈破碎地段实行超前支护，及时前移前探梁，并要求空顶距控制在1m以内，最大棚距控制在0.4m以内，同时采用铺顶网或竹笆、荆笆等代用材料。在过断层破碎带时，则采用密集支护及密集背顶背帮。③减少放炮震动影响，维护顶板的完整性。在顶板岩石风化严重及有淋水的情况下，严禁打顶眼放炮，而应采用手镐落煤，或只放震动炮。当露头煤柱高度小于12m时，应采用放小炮掘进。④确保后路畅通。掘进时，每作业班应设专人巡视后路，在发现有连续2架棚子不合格时，当班应进行翻修，防止冒顶和堵塞后路。⑤及时排水。为防止水患，在露头煤柱高度小于12m的情况下，应采用水泵跟头及时排除积水。

1.2当围岩十分软弱和破碎时，对露头区主要巷道和机械化工作面巷道应采取的掘进与支护技术原则主要是：①实行密贴支护。目的在于使围岩与支护共同承载巷道压力，必要时采取壁后充填措施。②充分发挥围岩的自承能力。掘进过程中要最大限度地保护原岩强度，在施工中严格采取防治水措施。③恰当地控制围岩变形。一方面允许围岩向巷道空间的收缩变形，以便形成岩石支承圈；另一方面又要控制其产生过大的变形，以避免造成围岩强度降低。因此，应因地制宜地采用锚喷网支护形式，必要时采用U型钢可缩支架，或注浆加固围岩，或特殊型式支架。④实行二次支护。一次支护是使巷道基本稳定，二次支护是进一步提高巷道的安全性。⑤实行全断面一次施工。应采用光面爆破技术，以避免出现对围岩的反复扰动和巷道周边出现棱角，而造成周边的应力集中。⑥实行掘后及时封闭，为此采用全封闭支护，及时控制底鼓。⑦实行动态施工。施工前进行工程地质测试分析，施工中进行监测，信息反馈，及时调整设计参数和指导施工。⑧实行总体设计优化。不仅优化巷道在空间和时间上的布置，而且优化巷道断面的形状和大小。

2回采工作面的顶板管理与支护

在单体液压支柱机械化采煤工作面，露头煤柱高度大于12m，地质条件一般时：

2.1支护技术措施①及时跟机挂梁和打靠帮柱，靠帮柱每2m一根，顶板破碎片帮严重时加密，并及时护帮，空顶距大于0.7m时要掏梁窝挂梁。②顶板背严背实，每根梁上板皮不得少于2块，顶板破碎时采用板皮加荆笆背顶。③控制采高，以减少“两带”高度。底板松软时，支柱要“穿鞋”。④支柱要迎山有劲。遇有宽柱距和齐头梁情况，当班必须调整。⑤对新下井和长期未使用的支柱，使用前必须反复升降，支柱顶住顶梁后要持续升3～5s，确保支护质量。⑥保证泵站压力及乳化液浓度，以使支柱达到足够的初撑力，减少顶板离层。⑦采煤机司机与支护工要密切配合，控制好割煤速度，及时跟机挂梁。

2.2放顶技术措施①严格执行由里而外，自下而上，先柱后梁，一人“观山”，一人放顶的原则。②放顶前打好支撑柱和收尾柱，挂挡矸帘，必要时架抬棚。③坚持分排放顶，不允许同时放两排，也不允许倒放。④采用分段放顶同时作业时，分段距离不得小于20m。⑤回出的支柱必须打在紧靠放顶线一排支柱的外侧，以提高支柱对顶板的支撑力和切顶能力。

2.3初采、初放技术措施①采用三、五排支护控顶方式。②机头、机尾处各架设一个木垛，工作面内每隔10m设木垛，相邻木垛之间打抬棚一架。③采用人工放顶，无密集切顶。④回风巷内备草袋，在万一发生涌水、涌砂时使用。⑤安排专人观察顶板和涌水情况。

2.4防止冒顶技术措施①加强支护质量。②控制好割煤速度，及时跟机挂梁。在顶板特别破碎和过断层带时，割一道梁师。挂一道梁。③顶板破碎和风化严重处，必须用板皮加荆笆背顶，以防漏矸造成空顶，甚至引起局部顶板抽冒。④煤壁片帮后，必须及时将顶梁挂到煤帮，并打好靠帮柱。⑤加强工作面上、下端头处的顶板管理，正确使用四对八根п型钢长梁；移机头、机尾时，必须及时打上回下的支柱。⑥发现工作面局部冒顶，必须及时处理。

2.5过断层技术措施①断层与工作面夹角较小时，要及时调面，以减少断层的影响范围。②适当地采落断层上盘的岩石，但采落厚度不得超过0.5m，断层下盘留顶煤，厚度不得超过0.3m，长度不得超过5m。③用板皮、大板或半圆木背顶，并加密靠帮点柱。④控制采高，一般为1.7～1.9m。⑤架设木垛。⑥严格控制割煤速度，割一道梁距，挂一道梁。

露头煤柱高度小于12m，地质条件更加复杂(例如，有周期来压并伴有淋水，顶、底板破碎松软，受断层影响)时：①周期来压时，改三、五排支柱控顶为三、四排支柱控顶。②增大工作面支护密度，回下的支柱打在控顶区内，起切顶和补强作用，并加密板皮，挂顶网或荆笆背顶，不得出现空顶现象。③跟机挂梁和打靠帮柱，必要时刨窝挂超前梁，加密靠帮点柱。④严禁出现宽柱距和齐头梁现象，顶梁要垂直煤壁。⑤缩短空顶时间，割一道梁距，挂一道梁。⑥保证支柱足够的初撑力。⑦机头和机尾处使用好四对八根п型钢长梁，一梁三柱。⑧放顶时先放断层、压力大、支柱钻底严重和采高小处。⑨在压力最大地段，放顶前打好п型钢抬棚。

3再生顶板条件下采掘工作面的顶板管理与支护

3.1掘进中、底分层工作面由于露头区岩性软弱，岩石湿度大，一般再生顶板较好，而且无涌水、淋水及滴水，因此，支架及其棚距与顶分层相同。在局部有淋水、滴水的地段，为了防止局部冒顶，可采取密集背板及随时补网的措施。一般露头区中、底分层工作面“两巷”超前压力范围及其峰值均小于顶分层，因此，掘进工作普遍较顶分层顺利。

3.2回采中、底分层工作面回采中、底分层工作面的技术措施基本上与顶分层相同。即使在断层密集地段也比顶分层顺利。主要技术措施有：①当煤底软弱时，采取“网上穿鞋”措施。②当煤壁片帮时，除加密靠帮柱外，增加单体支柱和超前悬臂梁。③在片帮严重及顶板压力大的地段，使用小径木背顶，以防冒顶。④工作面端头支护上采用双楔顶梁。⑤移输送机后，先清除浮煤，使支柱支在实煤(底)上。⑥加强对顶板的动态监控。