論文導(dǎo)讀：東二采區(qū)3#/右0巷189工作面頂板是復(fù)合型頂板，節(jié)理裂細(xì)發(fā)育，工作面時(shí)有小斷層發(fā)生，經(jīng)常有漏頂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響189工作面正常生產(chǎn)，這一問(wèn)題已成為回采面生產(chǎn)中的一大難題，值得工程技術(shù)人員認(rèn)真研究的課題，下介紹解決189工作面遇到斷層后頂板破碎所采取的技術(shù)措施。頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析，選定的頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：開(kāi)采頂板初次垮步距為20米左右，初次垮落后隨采隨落，直接頂初次垮落步距為10—12米左右，周期性垮落步距為10—15米左右，基本頂初次垮落步距為15—20米左右，周期來(lái)壓步距為12—15米左右。隨著工作面推進(jìn)，當(dāng)推到右0上巷9#點(diǎn)前10米處，距工作面22米時(shí)工作面出現(xiàn)兩條正斜交斷層，落差為1.5米左右，兩條斷層傾向相反組成地壘形式，給該采面頂板維護(hù)和采機(jī)割煤造成一定困難，經(jīng)礦、區(qū)研究決定，采用炮采，循環(huán)進(jìn)度控制在1米以?xún)?nèi)，炮采后將偽頂留住，使用長(zhǎng)鋼梁拖住頂板，使采機(jī)正常割煤，當(dāng)推進(jìn)20米后，頂板發(fā)生變化，壓力大，又受周期來(lái)壓影響，頂板難以維護(hù)，造成工作面斷層處機(jī)道全部冒落，使189工作面被迫停產(chǎn)，只保證正常通風(fēng)，急需采取一種新的解決的辦法和技術(shù)安全的措施。

關(guān)鍵詞：復(fù)合型頂板，正斜交斷層，周期來(lái)壓，改造工程

　　0.前言：

　　東二采區(qū)3#/右0巷189工作面頂板是復(fù)合型頂板，節(jié)理裂細(xì)發(fā)育，工作面時(shí)有小斷層發(fā)生，經(jīng)常有漏頂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響189工作面正常生產(chǎn)，這一問(wèn)題已成為回采面生產(chǎn)中的一大難題，值得工程技術(shù)人員認(rèn)真研究的課題，下介紹解決189工作面遇到斷層后頂板破碎所采取的技術(shù)措施。

　　1.工作面開(kāi)采條件

　　（1）地質(zhì)概況

　　該面范圍北起3#層有0上巷，南到3#層右0下副巷，西起3#有下副巷外上山，東到3#層皮帶道保護(hù)煤柱線(xiàn)，東西平均走向400米，南北平均傾斜長(zhǎng)140米，面積為5600平方米，距地表最小垂深565米，煤層走向方位120º左右，傾向SW,傾角平均為13º，平均煤層厚度為1.5米，地質(zhì)儲(chǔ)量10.9萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量10.6萬(wàn)噸，在3#層右上巷實(shí)見(jiàn)5條斷層，落差分別為0.6米、1.5米、1.5米、1.4米和0.4米。

　　 （2）煤層賦存情況

　　根據(jù)3#右0巷、右0上巷、右0下副巷和外上山及3#皮帶道3#發(fā)育穩(wěn)定純煤 厚1.4米，夾矸一層為0.15米左右頁(yè)巖，頂板為0.40米灰色頁(yè)巖，往上為1.0米白色細(xì)砂巖，底版?zhèn)?10米頁(yè)巖往下為白色細(xì)巖。（3）工作面概況

　　工作面采機(jī)MG150/375B，鎦子SGB—630/220，支柱DW-1.8/100，絞接頂梁HDJA0.6米，支柱采用1：1：1：2（四排五柱），柱距為0.75米，排距為0.6米，每隔5個(gè)號(hào)架設(shè)2.4米長(zhǎng)鋼梁，最小空頂距為3.6米，最大空頂距為4.2米，循環(huán)進(jìn)度為0.6米，割煤方式為雙向割煤，頂板管理為全部垮落法，采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式。

　　2.頂板破碎原因分析 

　　從頂板破碎原因分析：一是頂板巖層的自然條件因素；二是頂板控制的技術(shù)的因素。

　　3.采場(chǎng)控制設(shè)計(jì)

　　 采場(chǎng)控制設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工作面開(kāi)采技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)條件和管理?xiàng)l件，選擇正確的支撐體系，計(jì)算出合理的支護(hù)參數(shù)，以滿(mǎn)足該工作面的采場(chǎng)支護(hù)要求，達(dá)到科學(xué)控制頂板的目的，工作面主要以單體液壓支柱和長(zhǎng)鋼梁為主要支撐體系構(gòu)件，進(jìn)行采場(chǎng)控制設(shè)計(jì)。

　　4. 采場(chǎng)控制設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

　　采場(chǎng)控制設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則是支架必須有一定的承載能力，以滿(mǎn)足開(kāi)采頂板下沉離層時(shí)給定支架的載荷；同時(shí)，支架必須具有一定的可縮性，能適應(yīng)基本頂破壞下沉?xí)r，給定支架載荷時(shí)變形，即支架的承載能力，必須大于控制范圍內(nèi)開(kāi)采頂板和直接頂板給支架的自重載荷。

　　5.頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定

　　頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析，選定的頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：開(kāi)采頂板初次垮步距為20米左右，初次垮落后隨采隨落，直接頂初次垮落步距為10—12米左右，周期性垮落步距為10—15米左右，基本頂初次垮落步距為15—20米左右，周期來(lái)壓步距為12—15米左右。

　　6.支架設(shè)計(jì)

　　（1）工作面支架計(jì)算：?jiǎn)误w液壓支柱高度計(jì)算

　　HMAX=MMAX-H-H1=1710-96-5=1609mm HMIN=MMIN-R-H-H2=1400-100-96-50=1154

　　根據(jù)以上計(jì)算，選擇單體柱型號(hào)DW—1.8/100型和DW—2.0/100型

　　驗(yàn)算：H′MAX=1800＞HMAX=1609mm

　　H′MIX=1110＜HMIX=1154mm

　　說(shuō)明：HMAX HMIX——所需支柱最大、最小高度

　　MMAX MMIX——工作面最大、最小高度

　　H′MAX H′MIX ——所用支柱最大、最小高度

　　R——頂板下沉量H——頂梁厚度

　　H1——支柱最小安全回程H2——支柱壓縮量 

　�。�2）采場(chǎng)平均壓力

　　K2=I1+I2+I3/I1=4.2+1.2+0.4/4.2=1.19

　　 P=1/(K-1)×H×R×K1×K2=1/(1.6-1)×1.5×2.5×1.4×1.3=10.4T

　　(3)采場(chǎng)設(shè)計(jì)支柱密度

　　N1=P/F×C=10.4/30×0.9=0.385

　　（4）采場(chǎng)支柱密度

　　N2=N/L1×E=5/4.2×0.75=1.587

　�。�5）安全系數(shù)

　　A= N1/N2=1.587/0.385=4.1＞2

　　系數(shù)符合《頂板管理細(xì)則》規(guī)定，選擇合理

　　K—巖石破碎膨脹系數(shù)取1.6

　　K1—采動(dòng)系數(shù)取1.4

　　F—單體柱額定工作阻力30T 

　　I1—最大空頂距為4.2米I2—平均懸頂距離1.2米

　　I3—平均片幫深度0.4米

　　N—最大控頂距內(nèi)最少支柱根數(shù)H—采高1.5米

　　C——單體柱性能系數(shù)取0.9

　　R——巖石容重為2.5t/m3E——柱距0.75米

　　7.工作面遇斷層時(shí)頂板管理措施

　　隨著工作面推進(jìn)，當(dāng)推到右0上巷9#點(diǎn)前10米處，距工作面22米時(shí)工作面出現(xiàn)兩條正斜交斷層，落差為1.5米左右，兩條斷層傾向相反組成地壘形式，給該采面頂板維護(hù)和采機(jī)割煤造成一定困難，經(jīng)礦、區(qū)研究決定，采用炮采，循環(huán)進(jìn)度控制在1米以?xún)?nèi)，炮采后將偽頂留住，使用長(zhǎng)鋼梁拖住頂板，使采機(jī)正常割煤，當(dāng)推進(jìn)20米后，頂板發(fā)生變化，壓力大，又受周期來(lái)壓影響，頂板難以維護(hù)，造成工作面斷層處機(jī)道全部冒落，使189工作面被迫停產(chǎn)，只保證正常通風(fēng)，急需采取一種新的解決的辦法和技術(shù)安全的措施；經(jīng)研究采取三種方案。

　　第一方案，同斷層走向方位一致，甩掉斷層，掘送一副巷，與外上山貫通。

　　第二方案，在斷層以下再掘送斜上，躲過(guò)漏頂區(qū)域，與上副0巷貫通。

　　第三方案，在斷層漏頂以下10米處，每20米掘送橫川后，再掘送上山與上巷貫通；這樣，一直到斷層尖滅后，將工作面溜子抻到上頭，達(dá)到正規(guī)回采。

　　經(jīng)分析，第一方案，189采煤隊(duì)必須停產(chǎn)，影響產(chǎn)量，工期長(zhǎng)。第二方案，工期短，考慮斷層落差，還是影響生產(chǎn)。第三方案，改造工期短，邊掘邊采，不影響生產(chǎn)，丟失煤柱少，又解決了通風(fēng)問(wèn)題，這三種方案分析比較，第三方案切實(shí)可行的。

　　8.結(jié)論 

　　通過(guò)189采面實(shí)踐證明分析，采取實(shí)施小的改造工程，可行的，一方面躲過(guò)漏頂區(qū)域，又順利把兩斜交斷層甩掉，保證189采煤隊(duì)的正常生產(chǎn)；使當(dāng)月產(chǎn)量完成3.1萬(wàn)噸，比計(jì)劃多完成5100噸，但我們也應(yīng)吸取漏頂事故教訓(xùn)。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　�。�1）加強(qiáng)對(duì)復(fù)合頂板管理，支柱必須有足夠的支撐力≥90KN，每隔5個(gè)號(hào)架設(shè)2.4米長(zhǎng)鋼梁。

　　 （2）斷層帶附近往往頂板裂隙發(fā)育，頂板又破碎，加強(qiáng)對(duì)斷層附近的頂板控制，漏頂處頂板必須剎實(shí)。

　　 （3）工作面的長(zhǎng)鋼梁使用，必須探到硬幫，距壁不超過(guò)200，隨循環(huán)進(jìn)度要刀刀前串。

　　　�。�4）在周期來(lái)壓時(shí)，必須對(duì)斷層處全部上長(zhǎng)鋼梁，必要時(shí)加打硬幫柱或架一梁兩柱。

　�。�5）使用水平楔子必須加緊，保證前探梁使用對(duì)頂板起到一定作用，防止前探梁架空，支撐力降低。