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摘 要：针对新疆焦煤集团2130煤矿24221综采工作面煤层倾角大、地质条件复杂，在回采过程中遇多次大面积冒顶、片帮事故。结合实际情况，通过现场处理，解决了大倾角综采工作面冒顶、片帮事故，总结了大倾角综采工作面过复杂地质构造带的方法。
关键词：大倾角；地质构造；综采
Inclined fully mechanized mining face passing the geological technical summary
LI Zeng-feng
（Xinjiang Coking Coal (Group) Co., Ltd. 2130 Coal Mine）
Abstract: Xinjiang Coking Coal Group 2130 Coal Mine 24221 mechanized mining face seam inclination and complex geological conditions in the mining process in the case of a number of large area of ??roof collapse, spalling accident. The actual situation, and through on-site processing, to solve a big dip fully mechanized coal face roof fall, spalling accident, summed up the inclined fully mechanized mining face is too complex geological structure with the method.
Key words: inclination angle; geological structure; mechanized mining
1前言
新疆焦煤集团2130煤矿24221工作面自回采的一年中，回风巷推进195m，运输巷推进210m，平均推进200m，工作面伪斜度为19°，该工作面地质构造复杂，煤层倾角大，工作面倾角最大时期为48°，平均倾角43°，顶板起伏变化大，两巷道超前支护难以支护，工作面支架时常因顶板起伏不能有效接顶和支架压死，24221工作面自开采以来已遇两次较大断层，2009年11月遇第一次断层，断距达3m，工作面冒顶，造成工作面支架倒架，工作面溜槽大幅度弯曲，耗时2个月将工作面调整正常；2010年2月，遇第二次断层，因吸取上次处理断层经验，提前采取措施进行背顶，调整工作面耗时一个月，其后，多次遇石梁结构、顶板下沉、顶板抬高等情况，为工作面整体推进带来较大影响，现将处理措施总结如下。
2顶板特征
2.1顶板岩层组合
直接顶为0.28米的砂砾岩硅质胶结坚硬。老顶为8.4米厚粗砂岩和8.5米厚中砂岩组成，老顶厚度16.9米，粗砂岩灰白色，坚硬，以石英为主，裂隙较发育，中砂岩灰白色以石英为主，层理不明显。直接底为0.35米厚黑色炭质泥岩块状薄层状。老底为2.11米厚粉砂岩，致密块状下部粗砂岩层理清晰，节理发育易碎。顶底板标高起伏变化较大，岩体凸出较为频繁。
2.2工作面推进及两巷顶板状况
工作面自2009年5月底开采以来，两巷平均推进30m时，采空区顶板未垮落，采取补孔强制放顶措施后，再次向前推进5m，于2009年9月顶板初次垮落，垮落块度较为合适。
3存在的问题
24221工作面于2009年11月在推进过程中初遇断层结构，当回风顺槽推进64m，运输顺槽推进81m，工作面伪斜度为14°后初遇断层。断层产状为逆断层，位置位于工作面62#～73#支架处，延工作面走向长无法预计，延煤层倾向长约为17m，随工作面推进，于12月10日观测，断层结构发生变化，当日运输顺槽推进68m，回风顺槽推进92m。工作面伪斜度为18°，运输顺槽推进超前回风顺槽26.5m。断层延煤层倾向由74#支架延伸至23#支架处，倾向长约80m。此断层断距最大处（42#支架左右）达2.8m，最小处（73#支架左右）约为60cm，其他处平均断距为80cm。断层伪斜度为21°。工作面33#支架附近顶板出现裂隙水，涌水量较大，此段附近煤帮因受裂隙水冲刷，跨帮现象十分严重，煤壁上帮与下帮水平距达2.5m左右。23#～33#支架顶部出现大面积冒顶现象。12月8日，工作面支架发生倒架，倒架支架为30#～33#四架支架，其上下段支架挤架、咬架情况严重。34#～39#支架处刮板机溜槽呈弧形向支架方向弯曲，弯曲量最大处约为30cm，整个工作面无法推进。
4处理措施
4.1对支架处理
对工作面倒架支架采取单体住配合液压缸进行扶架，在扶架过程中，为保证有足够的空间对倒架支架扶架，需调整支架架间间隙。从上方68#支架处向下调整支架间隙，调至34#支架处，由下方16#支架处向上调整支架间隙，调至30#支架处。
4.2对煤壁处理
对断层不能进行机采地段，使用炮采，对43#～33#支架处煤帮进行扩帮处理，帮上打锚杆和锚索配合锚网进行护帮，顶板打锚索配合经纬网对顶板进行支护，以防止跨帮、冒顶现象加剧。
4.3对顶板处理
23#～33#支架处冒顶区域采取做假顶的办法对顶板进行支护。在冒落处架设木垛，木垛高度与支架顶梁上平面一致，在木垛与支架构成平面上设置人员作业平台。人员在平台上对该处顶板使用锚索配合经纬网进行支护，锚索长度10m，深入顶板长度为5m，裸露锚索贴顶板位置使用十字梁配合锁具进行紧固。将裸露锚索尾部穿过5m～6m的工字钢一端和中间，另一端固定在支架顶梁上部。在其上铺设木垛，对冒顶顶板进行支护，使其形成假顶，保证支架能够在接顶、带压情况下进行拉、移架操作。
4.4对采高的控制
在过地质构造过程时，地质变化原因使得采高沿顶底板开采时变化起伏较大，难以控制。为保证刮板机溜槽平直，采煤机能够正常通行，这要求工作面55#支架以上段采高不得大于2.8m，55#支架以下段采高不得大于2.4m，55#支架附近支架平稳过渡。支架向前推进时，遇顶、底板下沉的情况时，应保证刮板机溜槽和支架的平直，沿原顶板平面向前推进。采煤机割煤时，沿原顶板位置割煤，底板下沉时，将底煤留住，严禁割底煤。底煤因倾角较大难以保留时，使用防倒缸配合链条或钢丝绳对刮板机溜槽进行提升作业，刮板机溜槽被提起后，在每一节刮板机溜槽的下面垫规格为500×200×200mm的枕木，要求垫完后的溜槽平直。溜槽垫平直后，将其支架的抬底缸伸出，使支架底座抬起与溜槽保持相同的高度，在底座下垫相同规格的枕木。由于工作面倾角较大，枕木垫完后，在推、移架时，枕木容易下滑，为防止其下滑，在枕木下侧底板打钢钎。在规定的采高内，遇见半岩壁的煤帮时，对夹矸层和岩石松软的伪顶地段使用采煤机截割，对坚硬顶板处采用每2m进行一次打眼放炮的方式进行处理，保证采高控制在规定的范围内。在拉、移架操作过程中，保证梁端距为50cm以内，刮板机溜槽到前立柱的距离控制在60cm范围内。
4.5对飞矸的防护
过此段地质构造时，片帮、空顶造成大量的飞矸，人员进入工作面作业存在重大的安全隐患，因此必须加强对飞矸的管理工作。要求人员进入机道作业时，严格的执行敲帮问顶工作，在作业地点上方架设全断面挡矸墙，并设专人做看护工作。每班安排人员对支架处的防飞矸网进行检修，更换损坏的防飞矸网，保证工作面的防飞矸网为两层。
5后期推进计划
因24221工作面为推进困难阶段，因此计划2个月内推进30m，在后期推进的30m范围内观测两巷道地质情况来看：从回风巷顶板情况推断，工作面中部至回风巷在推进近30m段内会遇3处石梁（岩体凸出），此三处石梁从回风揭露处判断其走向长都在80cm左右，错差在50～80cm左右，倾向沿工作面倾向略大于工作面伪斜度（工作面伪斜19°），过此地质构造时，因运输巷底板抬高，工作面再调整采高，使用采煤机提刀，因此不采用卧底方案，初期方案采用降采高，当降采高不能满足推进需求时，采用爆破挑顶方案。预计每个石梁需耗费4个班次调整、推进，共计12个班次。该工作会对工作面推进量带来较大的影响。从运输巷顶板及底板观察，转载机处于爬坡状态，坡度较大，底板标高落差为5m，运输巷距工作面30m段顶板起伏较大，距工作面3m处有一石梁，此石梁走向长1.5m，延伸至工作面10#支架处，对工作面提刀带来很大影响，此段石梁必须采用爆破挑顶的办法进行处理，预计耗费5个生产班次。距工作面6m处，顶板冒高，实测落差在70～80cm，长度为20m，此段有7组棚架，棚架间距为1.2～1.3m，共计9m，此20m段上帮高度较高，平高度为4.5m，最大高度为5m，下帮高度为2.5m左右。支护较困难，需锚索配合工字钢对此段顶板进行特殊支护，推进至棚架段时，需对棚架进行拆除，观测棚架段发现，棚架段煤帮已跨落，跨落高度为2.3m左右，跨落深度预计在4m左右，推进至此时，可能导致支架不接顶现象，需在推进过程中在棚架段及其前后共20m范围内做假顶辅助支架进行推进作业。
参考文献：
（1）杨相海，井巷工程，中国矿业大学出版社，2008：143-144
（2）伍卫国，急倾斜综采工作面过逆断层技术实践，教育科学博览，2011（5）。
作者简介：
李增峰（1980-），男，汉族，新疆塔城人，在读工硕，助理工程师，2005年毕业于新疆大学采矿工程专业，现任新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿副总工程师。
关键词：大倾角；地质构造；综采
Inclined fully mechanized mining face passing the geological technical summary
LI Zeng-feng
（Xinjiang Coking Coal (Group) Co., Ltd. 2130 Coal Mine）
Abstract: Xinjiang Coking Coal Group 2130 Coal Mine 24221 mechanized mining face seam inclination and complex geological conditions in the mining process in the case of a number of large area of ??roof collapse, spalling accident. The actual situation, and through on-site processing, to solve a big dip fully mechanized coal face roof fall, spalling accident, summed up the inclined fully mechanized mining face is too complex geological structure with the method.
Key words: inclination angle; geological structure; mechanized mining
1前言
新疆焦煤集团2130煤矿24221工作面自回采的一年中，回风巷推进195m，运输巷推进210m，平均推进200m，工作面伪斜度为19°，该工作面地质构造复杂，煤层倾角大，工作面倾角最大时期为48°，平均倾角43°，顶板起伏变化大，两巷道超前支护难以支护，工作面支架时常因顶板起伏不能有效接顶和支架压死，24221工作面自开采以来已遇两次较大断层，2009年11月遇第一次断层，断距达3m，工作面冒顶，造成工作面支架倒架，工作面溜槽大幅度弯曲，耗时2个月将工作面调整正常；2010年2月，遇第二次断层，因吸取上次处理断层经验，提前采取措施进行背顶，调整工作面耗时一个月，其后，多次遇石梁结构、顶板下沉、顶板抬高等情况，为工作面整体推进带来较大影响，现将处理措施总结如下。
2顶板特征
2.1顶板岩层组合
直接顶为0.28米的砂砾岩硅质胶结坚硬。老顶为8.4米厚粗砂岩和8.5米厚中砂岩组成，老顶厚度16.9米，粗砂岩灰白色，坚硬，以石英为主，裂隙较发育，中砂岩灰白色以石英为主，层理不明显。直接底为0.35米厚黑色炭质泥岩块状薄层状。老底为2.11米厚粉砂岩，致密块状下部粗砂岩层理清晰，节理发育易碎。顶底板标高起伏变化较大，岩体凸出较为频繁。
2.2工作面推进及两巷顶板状况
工作面自2009年5月底开采以来，两巷平均推进30m时，采空区顶板未垮落，采取补孔强制放顶措施后，再次向前推进5m，于2009年9月顶板初次垮落，垮落块度较为合适。
3存在的问题
24221工作面于2009年11月在推进过程中初遇断层结构，当回风顺槽推进64m，运输顺槽推进81m，工作面伪斜度为14°后初遇断层。断层产状为逆断层，位置位于工作面62#～73#支架处，延工作面走向长无法预计，延煤层倾向长约为17m，随工作面推进，于12月10日观测，断层结构发生变化，当日运输顺槽推进68m，回风顺槽推进92m。工作面伪斜度为18°，运输顺槽推进超前回风顺槽26.5m。断层延煤层倾向由74#支架延伸至23#支架处，倾向长约80m。此断层断距最大处（42#支架左右）达2.8m，最小处（73#支架左右）约为60cm，其他处平均断距为80cm。断层伪斜度为21°。工作面33#支架附近顶板出现裂隙水，涌水量较大，此段附近煤帮因受裂隙水冲刷，跨帮现象十分严重，煤壁上帮与下帮水平距达2.5m左右。23#～33#支架顶部出现大面积冒顶现象。12月8日，工作面支架发生倒架，倒架支架为30#～33#四架支架，其上下段支架挤架、咬架情况严重。34#～39#支架处刮板机溜槽呈弧形向支架方向弯曲，弯曲量最大处约为30cm，整个工作面无法推进。
4处理措施
4.1对支架处理
对工作面倒架支架采取单体住配合液压缸进行扶架，在扶架过程中，为保证有足够的空间对倒架支架扶架，需调整支架架间间隙。从上方68#支架处向下调整支架间隙，调至34#支架处，由下方16#支架处向上调整支架间隙，调至30#支架处。
4.2对煤壁处理
对断层不能进行机采地段，使用炮采，对43#～33#支架处煤帮进行扩帮处理，帮上打锚杆和锚索配合锚网进行护帮，顶板打锚索配合经纬网对顶板进行支护，以防止跨帮、冒顶现象加剧。
4.3对顶板处理
23#～33#支架处冒顶区域采取做假顶的办法对顶板进行支护。在冒落处架设木垛，木垛高度与支架顶梁上平面一致，在木垛与支架构成平面上设置人员作业平台。人员在平台上对该处顶板使用锚索配合经纬网进行支护，锚索长度10m，深入顶板长度为5m，裸露锚索贴顶板位置使用十字梁配合锁具进行紧固。将裸露锚索尾部穿过5m～6m的工字钢一端和中间，另一端固定在支架顶梁上部。在其上铺设木垛，对冒顶顶板进行支护，使其形成假顶，保证支架能够在接顶、带压情况下进行拉、移架操作。
4.4对采高的控制
在过地质构造过程时，地质变化原因使得采高沿顶底板开采时变化起伏较大，难以控制。为保证刮板机溜槽平直，采煤机能够正常通行，这要求工作面55#支架以上段采高不得大于2.8m，55#支架以下段采高不得大于2.4m，55#支架附近支架平稳过渡。支架向前推进时，遇顶、底板下沉的情况时，应保证刮板机溜槽和支架的平直，沿原顶板平面向前推进。采煤机割煤时，沿原顶板位置割煤，底板下沉时，将底煤留住，严禁割底煤。底煤因倾角较大难以保留时，使用防倒缸配合链条或钢丝绳对刮板机溜槽进行提升作业，刮板机溜槽被提起后，在每一节刮板机溜槽的下面垫规格为500×200×200mm的枕木，要求垫完后的溜槽平直。溜槽垫平直后，将其支架的抬底缸伸出，使支架底座抬起与溜槽保持相同的高度，在底座下垫相同规格的枕木。由于工作面倾角较大，枕木垫完后，在推、移架时，枕木容易下滑，为防止其下滑，在枕木下侧底板打钢钎。在规定的采高内，遇见半岩壁的煤帮时，对夹矸层和岩石松软的伪顶地段使用采煤机截割，对坚硬顶板处采用每2m进行一次打眼放炮的方式进行处理，保证采高控制在规定的范围内。在拉、移架操作过程中，保证梁端距为50cm以内，刮板机溜槽到前立柱的距离控制在60cm范围内。
4.5对飞矸的防护
过此段地质构造时，片帮、空顶造成大量的飞矸，人员进入工作面作业存在重大的安全隐患，因此必须加强对飞矸的管理工作。要求人员进入机道作业时，严格的执行敲帮问顶工作，在作业地点上方架设全断面挡矸墙，并设专人做看护工作。每班安排人员对支架处的防飞矸网进行检修，更换损坏的防飞矸网，保证工作面的防飞矸网为两层。
5后期推进计划
因24221工作面为推进困难阶段，因此计划2个月内推进30m，在后期推进的30m范围内观测两巷道地质情况来看：从回风巷顶板情况推断，工作面中部至回风巷在推进近30m段内会遇3处石梁（岩体凸出），此三处石梁从回风揭露处判断其走向长都在80cm左右，错差在50～80cm左右，倾向沿工作面倾向略大于工作面伪斜度（工作面伪斜19°），过此地质构造时，因运输巷底板抬高，工作面再调整采高，使用采煤机提刀，因此不采用卧底方案，初期方案采用降采高，当降采高不能满足推进需求时，采用爆破挑顶方案。预计每个石梁需耗费4个班次调整、推进，共计12个班次。该工作会对工作面推进量带来较大的影响。从运输巷顶板及底板观察，转载机处于爬坡状态，坡度较大，底板标高落差为5m，运输巷距工作面30m段顶板起伏较大，距工作面3m处有一石梁，此石梁走向长1.5m，延伸至工作面10#支架处，对工作面提刀带来很大影响，此段石梁必须采用爆破挑顶的办法进行处理，预计耗费5个生产班次。距工作面6m处，顶板冒高，实测落差在70～80cm，长度为20m，此段有7组棚架，棚架间距为1.2～1.3m，共计9m，此20m段上帮高度较高，平高度为4.5m，最大高度为5m，下帮高度为2.5m左右。支护较困难，需锚索配合工字钢对此段顶板进行特殊支护，推进至棚架段时，需对棚架进行拆除，观测棚架段发现，棚架段煤帮已跨落，跨落高度为2.3m左右，跨落深度预计在4m左右，推进至此时，可能导致支架不接顶现象，需在推进过程中在棚架段及其前后共20m范围内做假顶辅助支架进行推进作业。
参考文献：
（1）杨相海，井巷工程，中国矿业大学出版社，2008：143-144
（2）伍卫国，急倾斜综采工作面过逆断层技术实践，教育科学博览，2011（5）。
作者简介：
李增峰（1980-），男，汉族，新疆塔城人，在读工硕，助理工程师，2005年毕业于新疆大学采矿工程专业，现任新疆焦煤（集团）有限责任公司2130煤矿副总工程师。