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[摘 要] 简述了顶板支护技术在王家岭煤矿20104综放工作面回采中的应用，介绍了工作面正常回采期间顶板支护技术和特殊时期的顶板支护技术，以及两巷和端头出口顶板支护技术。简述了过断层期间所采用的关键支护技术，总结了工作面回采过程中顶板支护的经验，提出了顶板支护中需要解决的一些难题，为今后类似综放工作面回采时顶板支护提供了一定的借鉴经验。
[关键词] 综放工作面；顶板支护技术；煤机；移架；断层
【中图分类号】TF088
概况
20104工作面位于王家岭煤矿201盘区，其中201盘区有2号煤中央辅助运输大巷、2号煤中央带式输送机大巷、2号煤中央回风大巷3条大巷。20104工作面由20104工作面带式输送机巷、20104工作面辅助运输巷、20104工作面回风巷、联络巷、20104工作面切眼等巷道组成。如下图：20104工作面布置图
20104综放工作面基本顶厚度为8.47 m，粉砂岩，灰色，厚层状，细粒结构，钙质胶结，层面含暗色矿物，具平行层理和交错层理；直接顶厚度为2.70 m，砂质泥岩，灰黑色，砂泥质胶结，含植物化石，滑面发育，多发育薄层炭质泥岩；直接底厚度为0.70 m，泥质结构，主要成分为粘土矿物，含丰富植物叶茎化石，断口平坦，易风化；老底厚度为3.75 m，厚层状，细粒结构，钙质胶结，层面含暗色矿物，具平行层理和交错层理。
20104综放工作面煤层厚度为5.91～7.77/6.84m，煤层倾角为2°～4°/3°，煤层硬度为中硬，开采煤层为2#煤层，煤层结构复杂，该面的工业储量为268.9万t，可采储量为250.1万t。采用倾向长壁采煤、综采放顶煤、顶板全部跨落法，机采采高3.0±0.1 m，循环进度0.8m。
据地质勘探报告显示，在20104工作面内有一条隐伏DF3正断层， 断层落差H=0～5m，对回采造成一定影响。
20104工作面运输巷包括20104工作面带式输送机巷和20104工作面辅助运输巷，其中20104工作面带式输送机巷开口段沿煤层顶板掘进，其余沿煤层底板掘进。带式输送机巷和辅运运输巷采用锚网索支护，采用矩形断面，净宽5.6m，净高3.3m，断面积18.48 m2 。带式输送机巷主要用于该工作面的进风和运煤，辅助运输巷主要用于该工作面的进风和运料。
20104工作面采用“U”型通风，回风巷沿煤层底板布置。回风巷采用锚网索支护，巷道采用矩形断面，净宽5.6m；净高3.3m，断面积18.48m2，主要用于该工作面的回风和运料。
20104工作面选用的支架类型为：ZFY8000/22/35型放顶煤液压支架126台、ZFG8000/24/38型过渡液压支架8台和ZFT10000/24/38型端头支架1组（2台）作为工作面的支架。还安装MG400/930-WD电牵引采煤机1台、SGZ800/1050型型刮板输送机2部、SZZ-1000/400型转载机1台、PCM250型破碎机1台、带式输送机为SSJ-140/250/3×450型1部。
2.顶板支护技术
2.1 工作面顶板支护技术
2.1.1 正常回采期间顶板支护技术
正常回采期间采用追机移架的方式对顶板进行及时支护，即割煤→移架→移运输机；采用带压移架的方式移架。正常移架要滞后采煤机后滚筒4～6架，移架步距0.8m。推溜滞后采煤机后滚筒10～15m，并确保弯曲段长度不小于15m。
2.1.1.1 及时移架支护顶板
（1）采煤机向机头（尾）正常割煤时，滞后煤机后滚筒4～6架移架；
（2）当顶板破碎时，采煤机割煤并移架后，及时将支架的伸缩前梁伸出护顶。
2.1.1.2 工作面支护要求
（1）工作面应达到质量标准化要求，确保“三直、两平”的质量要求；
（2）加强支架的支护强度，确保支护质量，支架初撑力不得小于26MPa；
（3）采煤机割煤后，要及时移架，移架滞后煤机后滚筒4～6架，防止长时间空顶。
（4）工作面出现漏、冒顶时，要及时用木料接顶或挑工字钢封顶。
（5）工作面端面距不大于400mm，伞檐长度在1m以上时，最大突出部分不得超过150mm；伞檐长度在1m以下时，最大突出部分不得超过200mm。
2.1.2 特殊时期的顶板支护技术
2.1.2.1 来压及停采前的顶板管理
（1）工作面老顶初次来压前必须按照初次放顶专项措施施工。
（2）工作面支架以及带式输送机巷、回风巷所有超前支架必须达到初撑力要求，确保工作面支架的良好支护状态，及时采取措施预防冒顶。
（3）工作面停采时编制停采专项措施，加强顶板管理。
2.1.2.2 过断层及顶板破碎时的顶板管理
加强过断层及顶板破碎回采时的顶板管理工作。当工作面局部地段片帮较严重时，用好支架伸缩前梁，同时可超前采煤机移架，及时支护顶板；在顶板破碎的地段，为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮，应采取及时移超前架的方法维护顶板。
（1）当工作面顶板出现悬顶、掉矸、空顶、片帮、压力大等严重情况，必须加强临时超前支护，工作人员进入机道进行接顶和进行临时支护时，工作面采煤机、刮板输送机等设备要停电闭锁，并设专人观察顶板和煤壁并护好帮，严格执行好敲帮问顶制度，确认安全后方可工作，否则严禁进入机道作业；
（2）顶板条件差时，必须从顶板好的区域逐渐向不好的区域进行维护，严禁空顶作业；
（3）进行顶板维护时，首先用专用工具找掉危岩悬矸，架设好临时支护，确认安全后方可进行维护工作；
（4）进行顶板维护时，现场要有专人指挥，运料、递料、维护人员分工明确，坚持“有人作業，有专人观察顶板”的原则，维护顶板时，应闪开维护人员在特殊应急情况下能够及时撤离的通道； （5）进行维护工作时，维护区域左右15m范围内不得进行与维护工作无关的工作，统一口号，递料、接顶维护等动作，要协调一致，需要操作液压支架时，必须安排专人进行操作，且维护顶板的人员要闪开被动作液压支架，躲入安全地点后，才可进行操作；
（6）确保顶板维护区域的液压支架完好、支撑状态良好，不挤、不咬、不歪，达到初撑力要求，顶板维护接顶要严密；
（7）当需要维护的顶板处高度较高时，工作人员维护必须使用脚手架，脚手架的搭设要牢固可靠，不影响进行其它工作。
（8）采煤机在顶板条件差的区域割煤时，必须放慢割煤速度，当出现顶板漏顶时，要及时返机，必要时必须停机移架或超前移架，并且割一架，移一架；移架、割煤时，人员必须在支架内进行操作；
（9）每班及时更换煤机损坏的截齿、刀套，检修煤机，保证割煤质量。
2.1.2.3应力集中区的顶板管理
20104工作面为首采工作面，压力集中区相对较少，但也应加强压力集中区的顶板管理，要求每班跟班队长认真观察两巷道顶板支护状况、巷道变形情况，发现异常及时采取针对性措施进行处理。
2.2 两巷及端头顶板支护技术
2.2.1 工作面带式输送机巷及回风巷顶板支护技术
2.2.1.1带式输送机巷、回风巷的超前支护
（1）20104面带式输送机巷用ZYDC5150/22.5/40超前支架和超前单体作为超前支护时，DZ-3500型单体与铰接顶梁作两排超前支护，一梁一柱。一排超前单体距煤壁下帮支设间距为0.3～0.5m，另一排超前单体距转载机间距为1米，保证转载机拉移畅通。超前单体支护距离不少于22米。移轉载机前先移带式输送机巷超前支架，移架时人员站在有效地支护下，先将该超前支架上下两帮的侧护板降下，后掩护板降下，然后再降前后立柱，通过安装在转载机两侧的拉移千斤顶将超前支架移到位，移到位后先升前后立柱，到达初撑力状态。然后再升上下两侧侧护板，最后升后掩护板，使掩护板、侧护板和顶梁保持在一个平面上；
（2）20104回风巷用超前支架ZFDC11600/19.5/40作为超前支护，超前支架下帮侧护板打开后距工作面煤帮距离为200—300mm，上帮侧护板、护帮板打开后距回风巷上帮距离为200—300mm，即回风巷超前支架偏中线500mm布置。移回风巷超前支架时，先将外口一台超前支架两帮侧护板收回，前后掩护板降下，然后再降前后立柱。此时操作人员站到工作面侧的一台超前支架下，用推移千斤顶将外口一台超前支架移出。最后，操作人员站在外口一台超前支架底座中间同时升起前后立柱，确保达到初撑力状态，随后升起支架前后掩护板、两侧侧护板，达到和顶梁在一个平面状态。用同样的方式操作靠工作面侧的超前支架；
（3）两巷道的超前支架必须确保顶板支护有效，初撑力不小于26Mpa，作为超前支护的单体必须穿鞋，并有适当迎山角，严禁超高或过低使用，保证单体有效支护行程且初撑力达到90KN以上，每个单体必须拴牢防倒绳。遇顶板不平时，必须用木料接平、垫实、背实后在升好支架，保持相邻的超前支架支护在同一支护层面上；
（4）两巷道超前支架要成直线（±100mm），支架不超高使用，立柱要有至少100mm富裕行程；立柱伸出量不低于200mm；
（5）支架液压系统完好，保证支架不漏液、不自降。
2.2.1.2带式输送机巷、回风巷的加强支护
两巷道压力大时，在铰接梁下补打单体进行加强支护。
2.2.2 工作面安全出口的顶板支护技术
2.2.2.1 顶板支护形式
工作面上下出口利用ZFT10000/24/38端头支架对顶板进行加强支护。
2.2.2.2 顶板支护质量要求
（1）工作面上下出口必须安全畅通，且高度不低于1.8m，行人宽度不小于0.8m。如出口处出现漏顶现象时，要用道木、大板、金属网等做好封顶工作，同时要保证出口支架的支护状态和支护质量。如两巷道出口处巷道超高，要用道木、半圆木、大板等将顶板接实接平，保证支架对出口顶板的有效支护。出口处顶板破碎、 压力较大时要加强支护，每割一刀上一块半圆木，半圆木要与巷道搭接不小于0.2m，上下出口3台支架上金属网护顶，以提高出口处顶板完整和安全畅通；
（2）出口支架初撑力不小于26MPa，支架顶梁接顶要实、平，顶板破碎撕网漏顶处要提前联网处理，防止漏矸；
（3）严格控制工作面前、后部溜子的上窜下滑。各班支架工、出口工要严格按操作顺序操作，管理人员要及时观察掌握溜子的上窜下滑情况，并及时对工作面进行调整，防止工作面机头落煤不畅或将两顺槽出口支架憋死。
3. 结语
20104综放工作面运用上述顶板支护技术，顺利地通过了DF3正断层断层，不仅成功地控制住了顶板，而且还杜绝了以往综放面过断层时所发生的漏顶、冒顶事故。既保证了安全生产，又加快了综放面的推进速度，降低了材料消耗，具有明显的经济效益。
[关键词] 综放工作面；顶板支护技术；煤机；移架；断层
【中图分类号】TF088
概况
20104工作面位于王家岭煤矿201盘区，其中201盘区有2号煤中央辅助运输大巷、2号煤中央带式输送机大巷、2号煤中央回风大巷3条大巷。20104工作面由20104工作面带式输送机巷、20104工作面辅助运输巷、20104工作面回风巷、联络巷、20104工作面切眼等巷道组成。如下图：20104工作面布置图
20104综放工作面基本顶厚度为8.47 m，粉砂岩，灰色，厚层状，细粒结构，钙质胶结，层面含暗色矿物，具平行层理和交错层理；直接顶厚度为2.70 m，砂质泥岩，灰黑色，砂泥质胶结，含植物化石，滑面发育，多发育薄层炭质泥岩；直接底厚度为0.70 m，泥质结构，主要成分为粘土矿物，含丰富植物叶茎化石，断口平坦，易风化；老底厚度为3.75 m，厚层状，细粒结构，钙质胶结，层面含暗色矿物，具平行层理和交错层理。
20104综放工作面煤层厚度为5.91～7.77/6.84m，煤层倾角为2°～4°/3°，煤层硬度为中硬，开采煤层为2#煤层，煤层结构复杂，该面的工业储量为268.9万t，可采储量为250.1万t。采用倾向长壁采煤、综采放顶煤、顶板全部跨落法，机采采高3.0±0.1 m，循环进度0.8m。
据地质勘探报告显示，在20104工作面内有一条隐伏DF3正断层， 断层落差H=0～5m，对回采造成一定影响。
20104工作面运输巷包括20104工作面带式输送机巷和20104工作面辅助运输巷，其中20104工作面带式输送机巷开口段沿煤层顶板掘进，其余沿煤层底板掘进。带式输送机巷和辅运运输巷采用锚网索支护，采用矩形断面，净宽5.6m，净高3.3m，断面积18.48 m2 。带式输送机巷主要用于该工作面的进风和运煤，辅助运输巷主要用于该工作面的进风和运料。
20104工作面采用“U”型通风，回风巷沿煤层底板布置。回风巷采用锚网索支护，巷道采用矩形断面，净宽5.6m；净高3.3m，断面积18.48m2，主要用于该工作面的回风和运料。
20104工作面选用的支架类型为：ZFY8000/22/35型放顶煤液压支架126台、ZFG8000/24/38型过渡液压支架8台和ZFT10000/24/38型端头支架1组（2台）作为工作面的支架。还安装MG400/930-WD电牵引采煤机1台、SGZ800/1050型型刮板输送机2部、SZZ-1000/400型转载机1台、PCM250型破碎机1台、带式输送机为SSJ-140/250/3×450型1部。
2.顶板支护技术
2.1 工作面顶板支护技术
2.1.1 正常回采期间顶板支护技术
正常回采期间采用追机移架的方式对顶板进行及时支护，即割煤→移架→移运输机；采用带压移架的方式移架。正常移架要滞后采煤机后滚筒4～6架，移架步距0.8m。推溜滞后采煤机后滚筒10～15m，并确保弯曲段长度不小于15m。
2.1.1.1 及时移架支护顶板
（1）采煤机向机头（尾）正常割煤时，滞后煤机后滚筒4～6架移架；
（2）当顶板破碎时，采煤机割煤并移架后，及时将支架的伸缩前梁伸出护顶。
2.1.1.2 工作面支护要求
（1）工作面应达到质量标准化要求，确保“三直、两平”的质量要求；
（2）加强支架的支护强度，确保支护质量，支架初撑力不得小于26MPa；
（3）采煤机割煤后，要及时移架，移架滞后煤机后滚筒4～6架，防止长时间空顶。
（4）工作面出现漏、冒顶时，要及时用木料接顶或挑工字钢封顶。
（5）工作面端面距不大于400mm，伞檐长度在1m以上时，最大突出部分不得超过150mm；伞檐长度在1m以下时，最大突出部分不得超过200mm。
2.1.2 特殊时期的顶板支护技术
2.1.2.1 来压及停采前的顶板管理
（1）工作面老顶初次来压前必须按照初次放顶专项措施施工。
（2）工作面支架以及带式输送机巷、回风巷所有超前支架必须达到初撑力要求，确保工作面支架的良好支护状态，及时采取措施预防冒顶。
（3）工作面停采时编制停采专项措施，加强顶板管理。
2.1.2.2 过断层及顶板破碎时的顶板管理
加强过断层及顶板破碎回采时的顶板管理工作。当工作面局部地段片帮较严重时，用好支架伸缩前梁，同时可超前采煤机移架，及时支护顶板；在顶板破碎的地段，为了有效地防止顶板冒落、控制煤壁片帮，应采取及时移超前架的方法维护顶板。
（1）当工作面顶板出现悬顶、掉矸、空顶、片帮、压力大等严重情况，必须加强临时超前支护，工作人员进入机道进行接顶和进行临时支护时，工作面采煤机、刮板输送机等设备要停电闭锁，并设专人观察顶板和煤壁并护好帮，严格执行好敲帮问顶制度，确认安全后方可工作，否则严禁进入机道作业；
（2）顶板条件差时，必须从顶板好的区域逐渐向不好的区域进行维护，严禁空顶作业；
（3）进行顶板维护时，首先用专用工具找掉危岩悬矸，架设好临时支护，确认安全后方可进行维护工作；
（4）进行顶板维护时，现场要有专人指挥，运料、递料、维护人员分工明确，坚持“有人作業，有专人观察顶板”的原则，维护顶板时，应闪开维护人员在特殊应急情况下能够及时撤离的通道； （5）进行维护工作时，维护区域左右15m范围内不得进行与维护工作无关的工作，统一口号，递料、接顶维护等动作，要协调一致，需要操作液压支架时，必须安排专人进行操作，且维护顶板的人员要闪开被动作液压支架，躲入安全地点后，才可进行操作；
（6）确保顶板维护区域的液压支架完好、支撑状态良好，不挤、不咬、不歪，达到初撑力要求，顶板维护接顶要严密；
（7）当需要维护的顶板处高度较高时，工作人员维护必须使用脚手架，脚手架的搭设要牢固可靠，不影响进行其它工作。
（8）采煤机在顶板条件差的区域割煤时，必须放慢割煤速度，当出现顶板漏顶时，要及时返机，必要时必须停机移架或超前移架，并且割一架，移一架；移架、割煤时，人员必须在支架内进行操作；
（9）每班及时更换煤机损坏的截齿、刀套，检修煤机，保证割煤质量。
2.1.2.3应力集中区的顶板管理
20104工作面为首采工作面，压力集中区相对较少，但也应加强压力集中区的顶板管理，要求每班跟班队长认真观察两巷道顶板支护状况、巷道变形情况，发现异常及时采取针对性措施进行处理。
2.2 两巷及端头顶板支护技术
2.2.1 工作面带式输送机巷及回风巷顶板支护技术
2.2.1.1带式输送机巷、回风巷的超前支护
（1）20104面带式输送机巷用ZYDC5150/22.5/40超前支架和超前单体作为超前支护时，DZ-3500型单体与铰接顶梁作两排超前支护，一梁一柱。一排超前单体距煤壁下帮支设间距为0.3～0.5m，另一排超前单体距转载机间距为1米，保证转载机拉移畅通。超前单体支护距离不少于22米。移轉载机前先移带式输送机巷超前支架，移架时人员站在有效地支护下，先将该超前支架上下两帮的侧护板降下，后掩护板降下，然后再降前后立柱，通过安装在转载机两侧的拉移千斤顶将超前支架移到位，移到位后先升前后立柱，到达初撑力状态。然后再升上下两侧侧护板，最后升后掩护板，使掩护板、侧护板和顶梁保持在一个平面上；
（2）20104回风巷用超前支架ZFDC11600/19.5/40作为超前支护，超前支架下帮侧护板打开后距工作面煤帮距离为200—300mm，上帮侧护板、护帮板打开后距回风巷上帮距离为200—300mm，即回风巷超前支架偏中线500mm布置。移回风巷超前支架时，先将外口一台超前支架两帮侧护板收回，前后掩护板降下，然后再降前后立柱。此时操作人员站到工作面侧的一台超前支架下，用推移千斤顶将外口一台超前支架移出。最后，操作人员站在外口一台超前支架底座中间同时升起前后立柱，确保达到初撑力状态，随后升起支架前后掩护板、两侧侧护板，达到和顶梁在一个平面状态。用同样的方式操作靠工作面侧的超前支架；
（3）两巷道的超前支架必须确保顶板支护有效，初撑力不小于26Mpa，作为超前支护的单体必须穿鞋，并有适当迎山角，严禁超高或过低使用，保证单体有效支护行程且初撑力达到90KN以上，每个单体必须拴牢防倒绳。遇顶板不平时，必须用木料接平、垫实、背实后在升好支架，保持相邻的超前支架支护在同一支护层面上；
（4）两巷道超前支架要成直线（±100mm），支架不超高使用，立柱要有至少100mm富裕行程；立柱伸出量不低于200mm；
（5）支架液压系统完好，保证支架不漏液、不自降。
2.2.1.2带式输送机巷、回风巷的加强支护
两巷道压力大时，在铰接梁下补打单体进行加强支护。
2.2.2 工作面安全出口的顶板支护技术
2.2.2.1 顶板支护形式
工作面上下出口利用ZFT10000/24/38端头支架对顶板进行加强支护。
2.2.2.2 顶板支护质量要求
（1）工作面上下出口必须安全畅通，且高度不低于1.8m，行人宽度不小于0.8m。如出口处出现漏顶现象时，要用道木、大板、金属网等做好封顶工作，同时要保证出口支架的支护状态和支护质量。如两巷道出口处巷道超高，要用道木、半圆木、大板等将顶板接实接平，保证支架对出口顶板的有效支护。出口处顶板破碎、 压力较大时要加强支护，每割一刀上一块半圆木，半圆木要与巷道搭接不小于0.2m，上下出口3台支架上金属网护顶，以提高出口处顶板完整和安全畅通；
（2）出口支架初撑力不小于26MPa，支架顶梁接顶要实、平，顶板破碎撕网漏顶处要提前联网处理，防止漏矸；
（3）严格控制工作面前、后部溜子的上窜下滑。各班支架工、出口工要严格按操作顺序操作，管理人员要及时观察掌握溜子的上窜下滑情况，并及时对工作面进行调整，防止工作面机头落煤不畅或将两顺槽出口支架憋死。
3. 结语
20104综放工作面运用上述顶板支护技术，顺利地通过了DF3正断层断层，不仅成功地控制住了顶板，而且还杜绝了以往综放面过断层时所发生的漏顶、冒顶事故。既保证了安全生产，又加快了综放面的推进速度，降低了材料消耗，具有明显的经济效益。