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摘 要：系统的分析了坚硬顶板、软煤、软底大倾角较薄厚煤层综采放顶煤工作面架前煤壁区冒落的原因，以及采取的预防措施和处理方法。
关键词：坚硬顶板；软煤；软底；大倾角；架前冒落；预防措施；处理方法。
新疆焦煤集团有限责任公司2130煤矿首次在15121工作面坚硬顶板、软煤、软底大倾角4.5m厚煤层条件下实施了综采放顶煤回采工艺，达到了高产、高效、低耗及安全生产的目的，实现了坚硬顶板、软煤、软底大倾角较薄厚煤层放顶煤一次采全高综采技术的突破。
Rigid roof, soft coal, soft-cover large inclination thick coal bed Integrated located on the former run-down
factor analysis and prevention
LiHong
(Group of the Xinjiang coke coke companies Xinjiang Urumqi 830025)
Summary : A rigid roof systems analysis, soft coal, soft-cover large inclination thick coal bed Integrated Procurement coal located on the top run-down area of the former coal wall causes, and to take preventive measures and treatment methods.
Keyword : hard top; soft coal; Soft bottom; Great inclination; Aircraft before taking off; Prevention measures; Approach.
1、 工作面基本情况
15121工作面位于+1950水平集中运输石门东翼，工作面开采5#煤层，煤层上部含夹矸0.1~0.7m，煤层稳定，倾角33°~38°，煤层平均厚度4.5m，煤层硬度系数f<1.5，煤层直接顶厚度为2.32m，灰白色含砾粗砂岩，老顶为灰白色中砂岩，厚度22.13m。直接底为0.5m岩质泥岩。该面揭露落差
1.5m断层1条。
工作面安装ZF4400/16/26型低位放顶煤液压支架48架，上端头安装3架ZFG5800/17/30过渡支架，下端头安装6架ZFG5800/17/30过渡支架，基本支架支护强度0.76Mpa，对底板平均比压1.98 Mpa，初撑力3958KN，工作阻力4400KN；工作面前后均使用SGB730/200型中双链刮板输送机，采用MG200/500AWD双滚筒采煤机，乳化液泵站采用WRB200/31.5A2台。
2、 架前冒落的成因分析
综放工作面架前冒落的原因是多方面的，从具体回采过程来看，致使架前冒落的因素主要有自然条件因素和人为回采因素。
2.1 自然条件因素
（1）顶板初次来压和周期来压的影响
回采面由开切眼开始推进，当老顶初次断裂垮落及周期性的折断时，加剧了工作面煤壁片帮及漏顶现象。
（2）地质构造方面的原因
工作面过断层破碎带时，由于断层破坏了工作面顶板的完整性，容易造成架前煤壁区片帮冒顶。
（3）水的影响
工作面有淋水时，煤层受水的长期浸泡而变软，从而减小了煤的抗压强度，同时水浸也致使顶部煤岩离层，变松甚至冒落。
（4）软底板的影响
煤层底板炭质泥岩遇到工作面淋水，导致遇水膨胀，造成支架下扎，移架困难，煤帮顶板得不到及时支护，而造成冒落；同时底板松软，降低了支架整体支护刚度，加剧了围岩变形。
2.2 人为回采因素
（1）采高的影响
综放工作面采高过大，造成顶煤相对较薄，在支架与顶板的相互作用下，顶煤容易破坏，导致其在架前冒落。由于煤层软，采高加大，煤壁易片帮。
（2）端面距的影响
端面距裸露的顶板没有及时支护，在顶煤条件差时，如果端面距较大，很容易发生架前冒落。
（3）初撑力因素的影响
支架阀组泄漏或操作上的原因造成支架初撑力低，矿压显现明显，煤壁超前压力加大是造成煤壁片帮冒顶的重要因素之一。
（4）推进度的影响
工作面推进度越慢，维护时间较长，煤体越易被压松，以至造成片帮，局部冒顶。
（5）液压支架反复升降的影响
工作面底板不平，支架相互挤压，架前浮煤过多等原因造成移架阻力过大，一次不能将支架移到位，需多次升降。反复升降支架，人为地破坏了工作面顶板完整性，容易引起架前冒落。
（6）放煤不当的影响
回采期间顶煤放的不均匀，局部放的过多，引起工作面架上（前）抽空，也易引起架前冒落。
（7）超前预爆破深孔放顶效果不好的影响
深孔放顶质量不好，致使采空区悬顶面积增大，顶板下沉量增加，煤壁超前压力增大，造成煤壁片帮冒顶。
（8）割煤质量的影响
工作面采煤机运行时，割煤质量不好，造成顶底板不平，使支架不能有效地支撑顶板，容易引起架前冒落。
3、 架前冒落的预防措施及处理方法
3.1 预防措施
（1）准确掌握回采工作面的地质情况，当工作面接近断层破碎带之前要及时采取措施，以防架前冒落，具体的做法是：在工作面距断层3~4m左右时，不再放顶煤，并加快工作面推进度，使顶煤和直接顶能充满采空区，从而减少老顶对工作面的压力；根据断层性质和赋存情况，适当调整工作面，避免工作面与断层平行，防止工作面大面积接触断层，从而造成大面积垮落。
（2）工作面支架通过安设矿压监控仪器进行观测，掌握工作面老顶初次来压及周期来压的规律，准确判断来压征兆，提前做好预防工作。
（3）工作面快速推进，使顶板下沉量较大的区段始终处于支架放顶线采空区侧，工作面煤帮始终处于顶板下沉回转量较小位置，减少煤壁、煤体所受的压力，减轻其破碎程度，减少片帮及端面冒落程度。
（4）工作面采用及时支护方式。ZF4400/16/26支架前端配备行程为700mm的前伸缩梁，在一般情况下，当工作面端面距小于300mm或当片帮深度小于700mm时，前伸缩梁能及时有效地支护煤帮和端面顶煤。
（5）采用带压移架，确保移架一次到位，尽量避免液压支架反复升降。
（6）控制采高在2.0~2.2m，使支架保持良好支护状态，减少片帮及架前冒落。
（7）加强液压支架的维护工作及移架质量，确保支架的初撑力不低于额定值的80%，支护强度达到要求，降低顶板下沉量，提高支架——围岩体系的整体刚度。
（8）割煤时要将工作面顶底板割平，煤壁割直，使液压支架顶梁能有效地接触顶板，充分发挥液压支架支撑性能。
（9）采用正确的放煤方式，尽量做到均匀放煤。在顶板来压期间，顶板破碎的地方和煤层厚度较小处，采用单轮间隔放煤，其它则用多轮顺序放煤，这样既保证了煤质，同时又能保持放煤均匀，从而保证整个工作面支架受压均匀。
3.2 处理方法
一旦发生架前冒落，可及时采用超前无腿棚接顶的办法处理。具体操作方式是：使用Φ38mm，长度1800mm圆钢制作成的无腿和使用长度1.5~2m的矿用9#工字钢，一端放在支架顶梁前端，搭接长度400~600mm，另一端搭在煤壁侧无腿上，根据压力大小，片帮深度，顶煤顶板冒落程度，采取相应无腿棚密度，无腿棚顶部铺设金属网和采用厚度不小于100mm的半圆木接实，从而控制架前冒落。另外，在处理架前冒落时，不许开前部输送机，确保作业人员安全。
4、 结语
通过八个多月来的探索，我们基本上摸清了综放工作面架前冒落的原因，掌握了一些预防措施及处理方法。实践证明，这些方法是行之有效的。从2005年10月至2006年6月，15121综放工作面累计生产原煤28.2万吨，平均工效20.36t/工，综放工作面的直接效益比一次采全高（采高3m）开采年效益提高了1965.73万元/a?面，基本解决了架前冒落问题，实现了高产高效的目标。
作者简介：
李洪，1969年出生，1991年毕业于新疆煤炭专科学校，采矿工程师，现任新疆焦煤集团有限责任公司艾维尔沟焦煤公司副经理。
关键词：坚硬顶板；软煤；软底；大倾角；架前冒落；预防措施；处理方法。
新疆焦煤集团有限责任公司2130煤矿首次在15121工作面坚硬顶板、软煤、软底大倾角4.5m厚煤层条件下实施了综采放顶煤回采工艺，达到了高产、高效、低耗及安全生产的目的，实现了坚硬顶板、软煤、软底大倾角较薄厚煤层放顶煤一次采全高综采技术的突破。
Rigid roof, soft coal, soft-cover large inclination thick coal bed Integrated located on the former run-down
factor analysis and prevention
LiHong
(Group of the Xinjiang coke coke companies Xinjiang Urumqi 830025)
Summary : A rigid roof systems analysis, soft coal, soft-cover large inclination thick coal bed Integrated Procurement coal located on the top run-down area of the former coal wall causes, and to take preventive measures and treatment methods.
Keyword : hard top; soft coal; Soft bottom; Great inclination; Aircraft before taking off; Prevention measures; Approach.
1、 工作面基本情况
15121工作面位于+1950水平集中运输石门东翼，工作面开采5#煤层，煤层上部含夹矸0.1~0.7m，煤层稳定，倾角33°~38°，煤层平均厚度4.5m，煤层硬度系数f<1.5，煤层直接顶厚度为2.32m，灰白色含砾粗砂岩，老顶为灰白色中砂岩，厚度22.13m。直接底为0.5m岩质泥岩。该面揭露落差
1.5m断层1条。
工作面安装ZF4400/16/26型低位放顶煤液压支架48架，上端头安装3架ZFG5800/17/30过渡支架，下端头安装6架ZFG5800/17/30过渡支架，基本支架支护强度0.76Mpa，对底板平均比压1.98 Mpa，初撑力3958KN，工作阻力4400KN；工作面前后均使用SGB730/200型中双链刮板输送机，采用MG200/500AWD双滚筒采煤机，乳化液泵站采用WRB200/31.5A2台。
2、 架前冒落的成因分析
综放工作面架前冒落的原因是多方面的，从具体回采过程来看，致使架前冒落的因素主要有自然条件因素和人为回采因素。
2.1 自然条件因素
（1）顶板初次来压和周期来压的影响
回采面由开切眼开始推进，当老顶初次断裂垮落及周期性的折断时，加剧了工作面煤壁片帮及漏顶现象。
（2）地质构造方面的原因
工作面过断层破碎带时，由于断层破坏了工作面顶板的完整性，容易造成架前煤壁区片帮冒顶。
（3）水的影响
工作面有淋水时，煤层受水的长期浸泡而变软，从而减小了煤的抗压强度，同时水浸也致使顶部煤岩离层，变松甚至冒落。
（4）软底板的影响
煤层底板炭质泥岩遇到工作面淋水，导致遇水膨胀，造成支架下扎，移架困难，煤帮顶板得不到及时支护，而造成冒落；同时底板松软，降低了支架整体支护刚度，加剧了围岩变形。
2.2 人为回采因素
（1）采高的影响
综放工作面采高过大，造成顶煤相对较薄，在支架与顶板的相互作用下，顶煤容易破坏，导致其在架前冒落。由于煤层软，采高加大，煤壁易片帮。
（2）端面距的影响
端面距裸露的顶板没有及时支护，在顶煤条件差时，如果端面距较大，很容易发生架前冒落。
（3）初撑力因素的影响
支架阀组泄漏或操作上的原因造成支架初撑力低，矿压显现明显，煤壁超前压力加大是造成煤壁片帮冒顶的重要因素之一。
（4）推进度的影响
工作面推进度越慢，维护时间较长，煤体越易被压松，以至造成片帮，局部冒顶。
（5）液压支架反复升降的影响
工作面底板不平，支架相互挤压，架前浮煤过多等原因造成移架阻力过大，一次不能将支架移到位，需多次升降。反复升降支架，人为地破坏了工作面顶板完整性，容易引起架前冒落。
（6）放煤不当的影响
回采期间顶煤放的不均匀，局部放的过多，引起工作面架上（前）抽空，也易引起架前冒落。
（7）超前预爆破深孔放顶效果不好的影响
深孔放顶质量不好，致使采空区悬顶面积增大，顶板下沉量增加，煤壁超前压力增大，造成煤壁片帮冒顶。
（8）割煤质量的影响
工作面采煤机运行时，割煤质量不好，造成顶底板不平，使支架不能有效地支撑顶板，容易引起架前冒落。
3、 架前冒落的预防措施及处理方法
3.1 预防措施
（1）准确掌握回采工作面的地质情况，当工作面接近断层破碎带之前要及时采取措施，以防架前冒落，具体的做法是：在工作面距断层3~4m左右时，不再放顶煤，并加快工作面推进度，使顶煤和直接顶能充满采空区，从而减少老顶对工作面的压力；根据断层性质和赋存情况，适当调整工作面，避免工作面与断层平行，防止工作面大面积接触断层，从而造成大面积垮落。
（2）工作面支架通过安设矿压监控仪器进行观测，掌握工作面老顶初次来压及周期来压的规律，准确判断来压征兆，提前做好预防工作。
（3）工作面快速推进，使顶板下沉量较大的区段始终处于支架放顶线采空区侧，工作面煤帮始终处于顶板下沉回转量较小位置，减少煤壁、煤体所受的压力，减轻其破碎程度，减少片帮及端面冒落程度。
（4）工作面采用及时支护方式。ZF4400/16/26支架前端配备行程为700mm的前伸缩梁，在一般情况下，当工作面端面距小于300mm或当片帮深度小于700mm时，前伸缩梁能及时有效地支护煤帮和端面顶煤。
（5）采用带压移架，确保移架一次到位，尽量避免液压支架反复升降。
（6）控制采高在2.0~2.2m，使支架保持良好支护状态，减少片帮及架前冒落。
（7）加强液压支架的维护工作及移架质量，确保支架的初撑力不低于额定值的80%，支护强度达到要求，降低顶板下沉量，提高支架——围岩体系的整体刚度。
（8）割煤时要将工作面顶底板割平，煤壁割直，使液压支架顶梁能有效地接触顶板，充分发挥液压支架支撑性能。
（9）采用正确的放煤方式，尽量做到均匀放煤。在顶板来压期间，顶板破碎的地方和煤层厚度较小处，采用单轮间隔放煤，其它则用多轮顺序放煤，这样既保证了煤质，同时又能保持放煤均匀，从而保证整个工作面支架受压均匀。
3.2 处理方法
一旦发生架前冒落，可及时采用超前无腿棚接顶的办法处理。具体操作方式是：使用Φ38mm，长度1800mm圆钢制作成的无腿和使用长度1.5~2m的矿用9#工字钢，一端放在支架顶梁前端，搭接长度400~600mm，另一端搭在煤壁侧无腿上，根据压力大小，片帮深度，顶煤顶板冒落程度，采取相应无腿棚密度，无腿棚顶部铺设金属网和采用厚度不小于100mm的半圆木接实，从而控制架前冒落。另外，在处理架前冒落时，不许开前部输送机，确保作业人员安全。
4、 结语
通过八个多月来的探索，我们基本上摸清了综放工作面架前冒落的原因，掌握了一些预防措施及处理方法。实践证明，这些方法是行之有效的。从2005年10月至2006年6月，15121综放工作面累计生产原煤28.2万吨，平均工效20.36t/工，综放工作面的直接效益比一次采全高（采高3m）开采年效益提高了1965.73万元/a?面，基本解决了架前冒落问题，实现了高产高效的目标。
作者简介：
李洪，1969年出生，1991年毕业于新疆煤炭专科学校，采矿工程师，现任新疆焦煤集团有限责任公司艾维尔沟焦煤公司副经理。