沿采空区回采工作面三角煤形成原因和支护管理方案Word格式文档下载.docx

沿采空区回采工作面三角煤形成原因和支护管理方案Word格式文档下载.docx

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3、上下层巷道位置对三角煤的影响

第一是采空侧巷道（回风）受到掘进尾巷的二次动压影响，应力重新分配，侧向支承应力的峰值转移至其附近，对巷道的破坏相当严重，这是最主要的因素。

第二是时间效应，巷道表面的煤岩体比较软弱，随时间的发展而发生流变而逐渐变形。

第三是上方为12#煤采空区，与15#煤层间距约为40米左右，两煤层之间多为炭质泥岩等强度较低岩层，层与层之间粘结力、摩擦力小，自承能力较差，对上部采动影响抵抗能力也不足，三角煤自然也就很难管理。

4、采掘巷道衔接时间对三角煤的影响

S8102工作面回风巷的变形主要和以下几个因素有关，第一是巷道的掘进与相邻采空区工作面的稳定的时间间隔太短，采空区煤柱一侧受采动影响的后的侧向支承压力还未平衡，客观上从时间和空间上没有避开高应力的作用。

㈡、断层、挠曲、陷落柱等地质构造带以及含水层水采空水区域对三角煤的影响

1、三角煤处于地质构造带，煤体及上覆岩层在自身形成过程中受挤压、扭曲等形成构造裂隙较多，层里和节理相当发育，弱面本身强度低，抗压强度小，且煤层的倾角较大，在1~20度，支护受力也不均匀。

2、褶曲等地质构造带与工作面夹角愈小，破碎带的宽度就愈宽，三角煤冒落的可能性就越大。

断层的落差越大，地质构造附近张性构造裂隙越发达，岩性越松散则三角煤冒落的可能性就越大。

当过构造机组割不动经常放震动炮，对顶板造成损害。

3、含水层水和老空水，通过顶板裂隙渗透到煤壁，顶板和煤壁变软，顶板强度降低。

另外，积水长期对底板浸泡，底板变软支架和超前支护的单体柱下陷，对顶板二次卸压，将压力转移到煤壁，加剧三角煤区域顶板的破碎。

㈢巷道和工作面支撑压力叠加及长期作用对三角煤影响

回采工作面推进过程中，超前动压显现。

影响范围在100m以内，50m以内动压显现最为明显。

支架载荷明显增大，安全阀不段开启，巷道变形急聚加快，煤壁片帮顶煤被压碎，这样三角煤区域受到多次纵横方向的压力叠加，回采期间周期压力的的冲击，割煤后出现随采随落。

㈣端面距、支架初撑力等支护方面对三角煤的影响

1、端面距对三角煤的影响

⑴、三角煤冒高随端面距增大而加高，在破碎易冒顶板条件下，对端面距的要求更严，一般不超过0.34m。

⑵、三角煤区域发生冒落的频率随端面距的加大而增加，单位冒落度越高的顶板，与端面距关系越密切。

⑶为减小端面距、根据现场观测支架整体梁的端头与煤壁间距应降到一个步距。

如伸出伸缩梁时，接触不好应加板木梁，减少煤壁片帮深度。

另外、三角煤区域的冒落和工作面推进速度有关。

推进速度加快移架速度加快，减少煤的变形。

日推进小于2m时冒落速度迅速提升，冒顶频次提高，日推进3m以上顶板冒落明显减少。

2、支架支撑力对三角煤的影响

⑴、支架的初撑力如果达不到额定初阻力的80%，端面冒落度会急剧增加，高于此阻力，对端面顶板冒落度的影响关系不大。

平均支护强度与端面顶板冒落度之间大致呈双曲线关系。

我们通过多个工作面的矿压观测端头支架实际支撑力达不到初阻力的70%，甚至更低，有的支柱支撑力为0，这样的支护状况下，端面冒落度可想而知，三角煤不冒落也很难。

⑵支架工作状态对三角煤的影响

a）梁接顶不正常时，就可导致顶梁抬头或低头工作状态。

根据多年现场观测，顶梁仰俯角对控制顶板的稳定性影响较大。

由于顶板的下沉，顶梁仰起3°

～5°

属于正常工作状态，但是仰角过大或低头则工作不正常。

仰俯角大于10°

时，冒落高度相对增加。

b）、支架顶梁抬头经常是由于端面冒顶，使支架得不到顶板附加力而引起，但顶梁的抬头又减少了对顶板的全面支撑而使切顶线前移，从而将上覆岩层的压力转移至煤壁，促使片帮加剧，更引起三角煤冒顶扩大，端头支架无法恢复正常工作状态。

一般，支架顶梁的仰俯角应该控制在±

7°

以内，有利于端面顶板管理。

c）、操作支架不当，造成左右及前后柱初撑力不均，顶梁歪斜；

或由于工作面和回风（进风）不一致时，端头支架向机尾（头）窜，形成支架顶梁与底座方向偏离，支架受扭；

支架不及时调整造成倒架或咬架；

工作面和回进风的不致，工作面和回进风出现错茬，顶板裸陋面积增加，这些都加剧了三角煤区域的冒落。

二、三角煤破碎顶板控制技术方案

三角煤顶板的控制技术管理方法主要有：

带压擦顶移架与挑梁、打注锚杆、铺金属网、注马丽散、超前人工做支棚。

1、带压移架与挑梁

当三角煤区域的顶板较完整时，最简易的控制三角煤区域顶板的方法就是采用全封闭的方法。

采煤机割透机头（尾）后，煤帮侧及时支设临时支护，必要是挑板木梁，待拉过机头（尾）后，及时移架、整体顶梁，伸出伸缩梁、带压擦顶移架，这种方法能及时封闭三角煤区域顶板。

2、打注锚杆

当三角煤较软容易随采随落时，在工作面顶板上方沿推进方向打注锚杆。

机组割透机头（尾）后先敲帮问顶，打临时支柱，然后在支架前探梁上方距煤壁20cm顶板处，与水平呈60°

夹角打眼，眼深2.2m。

打好眼后将竹锚杆插入孔内，用锤将锚杆楔打紧。

然后拉机头（尾）、移架。

这种方法提前对顶板进行预控，不适用破碎顶板。

3、铺金属网

当三角煤较破碎时，靠机头（尾）的三架支架上方铺设金属网（规格：

1m×

5m）。

铺第一茬网时，将机头（尾）网头与进（回）风进度钢带（棚）搭接0.5m，并与顶网联接（每10cm联网一道，拧三圈以上）。

上网时，先用单体冒柱（柱冒规格：

180mm×

500mm）做临时支护，然后降下支架人工将金属网搭在支架前探梁上，落山网边必须绑一排破板（以增加摩擦力），以防网头被搓，升紧支架取掉临时支柱，一次只准降一架，然后逐架上网。

第二茬网以后，开始铺设双层鱼鳞式顶网，金属网边搭接0.5m，每10cm联网一道，拧三圈以上。

铺网的效果为：

⑴、有效地防止支架和回进风侧的漏煤，改善了顶梁和顶板的接触状态，顶梁上虽然有破碎煤，但没有漏掉，支架受力状况比不铺网漏煤后空载状态要好的多。

⑵、改善了支架工作状态，移架时支架檫金属网前移，改变了支架顶梁过分仰俯的情况，支架受力平衡。

⑶、支架支护阻力提高，有利于形成平衡端面顶板的后拱脚。

支架的初撑力增加，提高了支架与围岩的整体刚度。

⑷、有利于防止煤壁片帮，减少片帮深度。

铺网工作虽然增加了工序，提高了吨煤成本，但由于铺网对改善三角煤区域破碎顶板与支架关系有良好效果，它不失为控制三角煤区域破碎顶板的一项重要技术措施。

4、注马丽散固化三角煤

当三角煤铺网后还不能有效控制顶板，局部出现冒顶、片帮等情况时，及时进行注浆（马丽散）对顶板进行固化，实现提前加固，超前预控。

具体方法是在工作面第二架支架下方20cm处，以15°

水平夹角沿工作面推进方向打眼，眼深6m。

工作面不具备打眼的条件时，在进回风顺槽打眼，距巷道顶板20cm处距工作面3m的地方，垂直于煤壁方向，以30°

水平夹角向上打眼，眼深4m，眼距3m。

打好眼后用封孔器将孔封好，开始注马丽散，每孔以不超过20桶为宜。

这种方法较先进，工效高、对顶板固化效果好，但成本较高，在顶板及其破碎，其它方法很难控制的顶板条件下使用较好。

5、超前人工做支棚

以上措施不能有效均控制三角煤时，采取人工开帮支棚维护。

开帮要求在检修班进行，每天开帮长度不的少于5m、宽不小于3m、高不低于2.4m。

顶板和原回进风顶板保持一致，必要时起底。

这种方法虽然有点落后，但能很好解决三角煤区域破碎顶板的冒落问题。

三、近几年的探索

目前，集团公司对邻采空侧巷道支护问题仍没有彻底解决。

采空侧巷道支护我们做了很多尝试，积累了大量经验，这方面在集团公司是走在前面的。

1、8806工作面采用拱形断面锚杆支护和矩形断面锚杆、锚索网，回采前加了拱形棚。

回采期间由于巷道变形严重，拱形棚退很难回收，采取起底扩帮1.5～2.0m，用5m梁一梁四柱进行超前维护顶板。

2、西702的梯形铁棚、对棚，加增阻器，回采前加支顺巷套棚。

巷道断面变小，不能正常行人和运料。

采用多次起底来满足回采时断面的需求。

3、8902工作面回风小煤柱试验，采用全锚索支护。

回风巷道矿山压力显现较为明显，巷道变形严重，严重制约着工作面的单产和高产。

回采前及回采过程中都采取了起底、开帮挑板木梁等措施，这些措施三角煤区域破碎顶板管理起到一定作用。

4、去年我们在8902工作面以及现在生产的S8104工作面都铺过网，8902机尾效果就没有S8104工作面机尾的效果好，我们也没有坚持下来。

后来采用新技术（注马丽散）对三角煤固化，效果比较明显。

我们今年在S8102工作面回风对三角煤区域提前注马丽散进行了固化，再加上回风起底，超前打柱等办法，基本控制了三角煤区域的顶板。

但巷道变形严重只能是满足通风要求，不能满足行人和下料的要求，安全出口不畅通，巷道高度在1～1.6m之间。

矿多次召集有关人员进行研究，决定进风扩帮，解决了行人和下料问题。

综五队产量一直保持在一个高水平，在全集团公司也是少有的（S8104工作面也是综五队，铺网效果虽然好，但产量月产只能达到10多万吨）。

注马丽散这种方法固然好，但成本太高。

5、集团公司生产处也经常过问此事，并给提了很多建议和意见。

⑴、预留断面。

将现有的靠采空侧巷道加大断面尺寸，允许巷道变形，这样既可卸压，又可满足回采期间行人和下料的需要。

这仅仅是解决了巷道不够高和不够宽的问题，对三角煤管理并没什么益处。

⑵、用巷道修复机。

考虑到整巷工程量大，集团公司建议我们用巷道修复机。

集合我矿的实际，考虑到受条件的制约，多次研究决定不在回风用，在进风用，事实证明决定是正确的。

⑶、集团公司对注马丽散技术进行推广试验，并给予经济上的补偿（40%），我矿也进行了试验，顶板破碎和塌顶前后使用注马丽散是一种行之有效的好方法。

6、兄弟单位的经验。

比如五矿的铺网、二矿、三矿提前打锚杆注马丽散等。

我们矿一贯采用的起底、挑板木梁等。

各矿的习惯不尽相同，经过分析三角煤区域顶板破碎的成因，管理三角煤不是单一的措施能控制的，而是一个综合性的技术问题，可以同时采取多种措施相结合，员工的责任心、技术素质，现场组织管理及质量标准也是一个基础保证。

四、存在的问题

1、不能持之以恒地对三角煤区域破碎顶板进行管理。

往往是三角煤区域顶板冒落以后才采取措施，等养好顶板后，为了多出煤，考虑到时间和工序多等问题，都有一种侥幸心理，能省事就省事。

这样就造成三角煤区域的顶板管理出现反复。

2、目前，巷道变形是影响生产的主要原因。

三角煤区域破碎顶板难管理，主要是回风巷道低工作面高的错茬问题不好解决。

回风巷不能松顶，只能起底，这样会出现越走越低，造成机尾低，拉机尾困难，拉后部溜机尾更难。

拉机