大倾角坚硬顶板条件下综采工作面初采期间处理架后滑底及预防措施
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[摘 要]大倾角坚硬顶板条件下综采工作面初采期间，顶板初次来压步距及强度较大，顶板垮落不及时造成采空区充填不好，较软的复合底板在矿山压力、支架反复压裂、涌水软化等作用下发生破坏，引发“滑底”事故，该问题已成为困扰大倾角采煤的难题，文章分析了24222工作面“滑底”事故的原因，提出了处理方案及预防措施，为类似条件下工作面的回采积累一定经验。
[关键词]大倾角；坚硬顶板；初采；滑底；处理措施
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0036-01
一、 开采技术条件：
新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿开采煤层倾角35°～54°以上，煤层顶板硬度系数f=6～12，矿井一直致力于开展大倾角煤层坚硬条件下开采技术研究；回采的24222工作面走向长度730m，倾斜长度114m，煤层平均厚度3.03m，倾角47°，煤层结构复杂，含1～4层夹矸，夹矸厚度0.3～1.2m。煤层直接顶为灰白色粗砂岩，厚度9.4m，普氏系数为9.54，直接底为灰黑色粉砂岩、炭质泥岩，层理结构，加有煤线，厚度0.8～2.2m，普氏系数为4.71（见图1）。工作面采用走向长壁综合机械化一次采全高工艺，超前预裂爆破全部垮落法管理顶板。
二、工作面“滑底”事故情况：
24222工作面共安装综采液压支架（ZZ5800/18/35型）76架，工作面初次放顶后开始初采调整工作面，推进9.4m后，调整伪斜（仰斜）角度1°，平均采高为2.86m，在40号支架附近开始出现小范围架后“滑底”；推进32m后，调整伪斜（仰斜）角度1.6°，工作面采高3.0m，在35-74号支架处发生大范围“滑底”，滑底厚度平均1.5m左右。发生滑底后，35-46号后立柱悬空，47-74号支架前立柱悬空，并发生支架“后翻”，致使工作面刮板输送机及采煤机被拉回采空区2.8m，工作面无法推进。（见图2）
三、“滑底”主要原因分析：
煤层直接底为灰黑色粉砂岩、炭质泥岩、煤线层状相间，直接底在矿山压力、支架反复压裂、涌水软化等作用下发生破坏，造成底板松散破碎；同时工作面处于初采调整、顶板初次来压期间，采空区顶板垮落不完全，未能很好的充填采空区，采空区侧底板上自由面在没有垮落顶板压实的情况下，随采空区空间增大达到一定宽度后，受重力下滑分力影响下从应力集中处薄弱面开始下滑。
四、处理采空区架后“滑底”方案：
根据以上情况，经现场勘察后确定如下方案，共分三个阶段：
（一）第一阶段：工作面支护与支架固定
1、对工作面上端头采取锚索、单体柱加强支护，同时在上端头煤壁以东2m左右，施工6组锚索，使用∮26-92型圆环链固定刮板输送机机尾及支架；
2、对工作面上端头至47支架处支架处煤壁进行支护，架间打设地锚加固底板，同时在56-68号支架处靠煤壁侧顶板打设专用锚索固定及拉移支架。
（二）第二阶段：“扶支架”及固定支架方案
在上述工作完成后，56-68号支架从上向下，使用∮180mm型液压缸及∮26-92型圆环链一端与支架前立柱及底座捆绑联接，另一端与架前固定锚索联接，利用∮180mm型液压缸逐步“扶正”支架，并对支架底部采用木料将支架填实、垫平，同时使用∮26-92型圆环链与相邻支架后立柱捆绑固定，增强稳定性，按照上述步骤逐架“扶正”固定。
（三）第三阶段：拉移支架及刮板输送机方案
工作面所有支架扶正垫平后，56-68号支架整体开始推移刮板输送机，为防止推移过程中支架后退，使用以固定好的∮180mm型液压缸及架前固定锚索逐步拉移刮板输送机。刮板输送机拉移到位后进行固定，然后开始按照正常移架方式由上向下拉移支架，在拉移支架过程中及时调整支架间隙、及时固定、时垫平支架底座，保证支架状态良好。
（四）以上工序连续施工两个循环、使工作面支架状态恢复正常。（见图2、3）
五、结论与建议
（一）24222工作面“滑底”历时20天全部处理完毕，保证工作面正常推进，在类似开采条件下，处理采煤工作面架后“滑底”事故具有可借鉴的经验。
（二）加强地质资料分析工作，特别是在大倾角条件下，对于复合底板存在滑底风险的工作面，在开切眼形成期间采取底板锚固措施，同时在回采期间采取架间底板加固措施。
（三）认真开展放顶技术及底板控制技术研究，特别是在坚硬顶板条件下，工作面在初次来压期间要减小顶板来压步距，同时积极采用新材料、新方法安全经济的加固底板或快速充填采空区。
作者简介：颜小平（1984―― ），男，陕西韩城人，助理工程师，2006年毕业于陕西能源职业技术学院采矿专业，现任新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿副总工程师。