浅析71101工作面冒顶原因分析及解决措施

【摘要】本文通过对71101工作面冒顶经过及工作面现状进行了阐述，找出了冒顶原因，提出了过冒顶段的技术方案。

【关键词】工作面；冒顶；技术方案

1、71101工作面概况

71101工作面位于北一运输石门、轨道石门以北，三里庙向斜轴部，为北一采区首采工作面，周围无采动。工作面沿煤层倾向布置，巷道跟7煤顶板掘进。工作面走向长度255m，工作面宽度60m，面积15300m2。

该煤层为山西组7煤，煤质编号为气煤，煤层平均厚度为5.2m，煤层倾角14～25°。煤层特征：黑色，半亮型，以块状坚硬煤为主，上部为粉末状，内生裂隙发育，含有黄铁矿局部有一层夹矸。直接顶为砂质泥岩厚2.8m 深灰色，少含泥质及细砂岩条带，见植物根部化石。老顶为中细砂岩厚4.6m灰白色，以石英长石为主，泥质胶结，缓波状层理。

根据工作面设备技术参数，确定71101综采工作面平均机采高度为3m，跟顶回采。工作面布置综采支架42架，其中：中间架（ZZ4600/18/38）38架，输送机头安装过渡支架（ZZG4600/18/382架，输送机尾安装过渡支架（ZZG4600/18/38）2架。

2、冒顶经过及工作面现状

工作面回采施工结束，全面支架拉移到位，面溜子推移到位后，17-20架煤帮突然片帮、漏顶，宽度约3m，高度约5m，顶板稳定后，组织人员接顶、瞒顶。顶板维护完毕，组织生产，中班割煤两刀后，煤机还未割到煤帮时，顶板突然将接顶的木料、铁料及背帮单体全部推倒，造成16-28架漏顶，使用工字钢、单体、半圆木、长方木超前接顶护顶。漏顶范围稳定在15-28架之间，工作面顶板稳定段顶板铺网打锚杆、锚索，防止破碎范围扩大，顶板破碎段，扶走向工字钢棚配合接顶料、半圆木、金属网接顶、护顶，防止漏矸，使用倾向工字钢棚整体加固棚梁，煤壁打设木锚杆配合速凝水泥药卷对杆体进行全锚防止片帮。帮顶得到有效控制后，紧贴顶板，在煤壁沿煤层走向扩深度不低于1.5m的孔、插工字钢，超前支护顶板，然后刷帮、铺网、卧底，配合煤机割煤使工作面不断向前推进。

目前，工作面运输巷推进23.5m，轨道巷推进11.4m，工作面平均倾角18°，煤层仰角20-24°，运输巷出口位置上山角度22°，轨道巷出口位置上山角度28°，工作面采高2.6-2.8m，面内19-22架顶板破碎，其他地段顶板基本稳定。

3、冒顶原因

（1）回采初期，工作面溜头侧推出切眼时1-15架直接顶开始冒落，由于工作面仰采角度过大，冒落矸石直接进入老塘，导致支架顶梁上方空顶，支架初撑力不足。

（2）煤层直接顶为砂质泥岩，整体性差，强度低，易破碎，煤层片帮后直接顶立即垮落。

（3）工作面回采初期平均倾角22°，工作面溜头侧推进14m，溜尾侧推进6m，工作面刚出切眼，老塘部分没有垮落，造成压力向煤帮延伸现象，煤壁压力增大，造成片帮。

（4）工作面支架为支撑掩护式综采支架，尾梁短，前梁长，四个立柱受力不均衡，不能有效支撑顶板。

4、施工技术及要求

71101综采工作面14#至28#支架架前压力大、片帮严重、顶板破碎，冒落漏矸严重，为防止破碎范围延伸，降低破碎带对顶板的影响，在面内8-11架，27-28架刷帮、扩棚，超前支护顶板。

4.1 施工方案

1、支架上方使用工字钢扶走向棚，工字钢一端在支架前梁上，另一端紧靠煤帮配合单体扶设，每架两棚。扶棚后，沿走向刷帮，采用锚梁网索支护。

2、8-11架刷帮宽6m，27-28架刷帮宽3m，高度不低于2.4m，深度不超过6m，采用放松动炮，辅助手镐、风镐刷大。

3、刷帮后，顶板采用锚梁网索联合支护，帮部采用木锚杆配合金属网支护，锚杆间排距800×800mm，锚索间距800mm，刷帮范围超过4.5m时打设两排锚索间距1000mm。

4.2 施工质量要求

1、刷帮处打设？22×2500mm左旋无纵筋等强锚杆，间排距800 mm×800mm，拉拔力不低于100KN。护帮使用？38mm×1700mm木锚杆，木托板规格为200mm×200mm×25mm。间排距800×800mm，矩形布置，拉拔力不低于10KN。锚索选用？18.9×5200mm钢绞线，排拒800mm，刷帮宽度超过4.5m时，打设两排间距1000mm。网压茬100mm～200mm，每隔200mm用14#扎丝按双股双排扎紧，拧结不少于两圈；网压茬部位用钢带压牢。

2、Φ22mm锚杆锚杆螺母设计扭距： 150N.m≤扭矩≤200N.m。下一班接班2h內必须对上班锚杆螺母及时进行二次紧固，二次紧固后扭距力必须达到： 250N.m≤扭矩≤300N.m。未紧贴煤面或塑料垫片未能破坏的锚杆必须用专用工具重新紧固，确保锚杆螺母扭矩力合格，Φ18.9mm锚索的预紧力为120kN～140kN。

3、使用3.5m-4m长的11#工字钢扶棚时，每架两根，棚档750mm。工字钢一端打设在刷帮后煤壁侧的单体上，并用8#双股铁丝与工字钢固定牢靠，一端打设在支架上，支架上压茬长度不小于500m，并用3m半圆木沿倾向护严顶板防止漏矸，半圆木两端用8#双股铁丝与工字钢固定牢靠。

4、液压单体初撑力不低于90KN，所有单体必须用防倒绳拴好，及时进行二次补液工作，如发现漏液单体应及时更换。

4.3 施工顺序

敲帮问顶，将危矸活岩及时找掉-支架前梁下打设单体-背帮护顶，临时支护-支架上方插工字钢、打贴帮单体、上半圆木、上木垛料接顶-刷帮-打临时支护-挂网打设护帮木锚杆-挂网打顶金属锚杆-打锚索。

4.4 爆破参数

炸药选用2级煤矿许用乳化炸药，雷管选用1-5段毫秒延期电雷管，要求最后一段延期不超过130毫秒，发爆器为MFB100起爆器，放炮母线选用二芯放炮母线，封孔材料为水炮泥和黄泥，封孔时要求先封200mm黄泥，再装一块水泡泥，封泥长度不足500mm的炮眼用黄泥封实，封泥不足的严禁放炮；严禁用煤粉、块状材料及其它可燃性材料作封孔材料，松动炮炮眼间排距控制在400mm～600mm，炮眼深度900mm～1000mm，每个炮眼准装半卷药，如炭变软或变硬，当班可适当增减炮眼个数或装药量。

5、结语

加强工作面顶板管理，严格按照煤矿安全规程操作，及时拉移超前支架，控制煤机割煤速度，坚持铺网护顶；超前刷帮、扶棚支护顶板。科学组织、合理安排，加快工作面推进速度。

作者简介：韩耀绪，毕业于河南理工大学，现供职于徐州矿务集团三河尖煤矿。