王 杰

(大同煤矿集团 马道头煤业有限责任公司，山西 大同 037100)

高产高效综放工作面现主要采用迈步式端头支架，通常与转载机用油缸连接固定成整体，由于迈步式端头支架采用的是分体式结构，通常分为左右两个单元，虽然具有支护面积大、自动化程度高的特点，但是也存在重心不稳、侧向支撑强度不足的缺点。因此当工作面端头区域受地质构造或其他原因影响围岩较破碎、顶底板不平时，极易造成端头支架倾斜事故[1-2]。

1 工程概况

本文以大同矿区某矿石炭系3～5号层8103综放工作面为研究对象，该工作面倾斜长度185 m，走向长度为1 267 m，可采长度1 200 m，开采深度为480 m，平均煤厚14 m，煤层倾角5～7°，煤层采高3.5 m。工作面上覆为侏罗系14号层采空区和二叠系山4号层采空区，山4号层与本工作面层间距为36 m。工作面直接顶为1.67 m厚的高岭岩与炭质泥岩互层，直接底为1.67 m厚的炭质泥岩。工作面采用ZF13000/25/38型低位放顶煤液压支架(100架)，ZFG/13000/25/38型低位放顶煤过渡支架(头尾各4架)和1组ZTZ20000/27.5/42型端头支架管理顶板。当工作面回采至采位68 m处，端头顶板处局部突发“闷蹾”，导致端头架倾斜并紧贴胶带巷采煤帮，变形严重，无法行走，顶煤随之漏下，严重影响工作面正常生产。

2 原因分析

1) 工作面1～12号支架揭露1条落差10.4 m的逆断层。受断层影响，工作面煤体破碎，特别是顶煤带有滑面碎块结构，致使顶煤不完整，易冒落；断层还使煤层倾角突然增大至10～14°，导致端头应力较大。

2) 端头至超前支护区域为局部火成岩影响区域，煤体较为疏松。端头支架推进至该区域时，因煤体破碎，压力较大，致使推进速度缓慢，而端头支架的反复升降导致顶煤更加破碎。

3) 现采位置对应上覆有山4号层8111与8112工作面面间煤柱，煤柱宽12 m，层间距36 m，受上覆煤柱应力集中影响，矿压显现较为强烈。

4) 采动影响叠加煤柱压力导致端头支架上方永久支护部分失效，伴随着顶煤漏下，从而引发了端头支架的倾倒。

3 采取措施

3.1 预注粘结材料加固围岩

在胶带巷超前支护段围岩破碎区域采取预注马丽散的方法来固化围岩，同时对煤帮和顶板预注固化，施工顺序为由外向里，稳扎稳打，累计注马丽散80 t。在工作面端头 1～12号架对应煤壁及顶梁以上3 m范围顶板预注马丽散，确保断层面附近破碎煤体被粘结牢固，累计注马丽散20 t。考虑到马丽散是一种高分子粘结材料，粘结过程中发生化学反应会放出大量热量，因此要加强对煤体的温度监测，温度升高时宜采取降温措施，防止煤体发生自燃。

3.2 重新支护超前段顶板

由于端头支架向胶带巷采煤帮倾斜和上覆顶板部分支护失效，需要对端头支架上方顶板进行重新加固。在原有的钢梁、钢带、锚栓、锚索联合支护下，再架设锚索工字钢棚，加强顶板支护强度。首先按0.5 m间距架工字钢棚并进行清理，支护方式是在非采煤帮(此处支护较完好)斜上方打8.3 m锚索，打入实体煤中，固定工字钢梁一端，另一端采用双单体抬棚支设钢梁另一端，并加护顶网支护顶板。架设时由外向里施工，稳定一架，往里推进一架。在此过程中遇到大块煤岩应使用风镐清理，小范围小进度往前推进，以减少对顶板的二次破坏。对于重新维护好的顶板使用注马丽散进行加固，保证其完整性。对端头支架上覆形成的高冒空间区域搭设木垛做假顶并注罗克休充填缝隙，以保证顶板稳固。

3.3 加强事故处理期间的组织管理

由于处理事故涉及到危险地点作业，矿井成立应急处置小组由矿长任组长，生产、安全、机电副矿长和总工程师任副组长，加强事故处理期间的值班带班力度，在作业点确保每班有一名副矿长以上的领导进行指挥协调工作。在施工过程中要严格控制危险区域作业人数不超2人，确保安全施工。

4 结 语

通过近10 d的清理加固工作，8103综放工作面超前支护段围岩已得到控制，在借助千斤顶和单体柱的作用下，采煤帮侧的端头支架得以扶正，具备了正常生产的条件。通过本次事故处理，得到以下经验：

1) 综放工作面布置时应合理避开地质构造带和上覆煤柱集中应力影响区域。

2) 当工作面因条件限制无法避开构造带、上覆煤柱集中应力影响区域时，应结合影响范围和程度提前做好准备措施，包括提前加固围岩，加强支护，检修好设备，调整好工作面设备姿态，以便安全快速地通过影响区域。

3) 在工作面处于特殊时期时，矿井应加强组织协调，严格控制危险地点作业人数，确保人员物资和安全技术措施执行到位。