论文导读：东二采区3#/右0巷189工作面顶板是复合型顶板，节理裂细发育，工作面时有小断层发生，经常有漏顶现象，严重影响189工作面正常生产，这一问题已成为回采面生产中的一大难题，值得工程技术人员认真研究的课题，下介绍解决189工作面遇到断层后顶板破碎所采取的技术措施。顶板运动参数分析，选定的顶板运动参数为：开采顶板初次垮步距为20米左右，初次垮落后随采随落，直接顶初次垮落步距为10—12米左右，周期性垮落步距为10—15米左右，基本顶初次垮落步距为15—20米左右，周期来压步距为12—15米左右。随着工作面推进，当推到右0上巷9#点前10米处，距工作面22米时工作面出现两条正斜交断层，落差为1.5米左右，两条断层倾向相反组成地垒形式，给该采面顶板维护和采机割煤造成一定困难，经矿、区研究决定，采用炮采，循环进度控制在1米以内，炮采后将伪顶留住，使用长钢梁拖住顶板，使采机正常割煤，当推进20米后，顶板发生变化，压力大，又受周期来压影响，顶板难以维护，造成工作面断层处机道全部冒落，使189工作面被迫停产，只保证正常通风，急需采取一种新的解决的办法和技术安全的措施。
关键词：复合型顶板，正斜交断层，周期来压，改造工程
0.前言：
东二采区3#/右0巷189工作面顶板是复合型顶板，节理裂细发育，工作面时有小断层发生，经常有漏顶现象，严重影响189工作面正常生产，这一问题已成为回采面生产中的一大难题，值得工程技术人员认真研究的课题，下介绍解决189工作面遇到断层后顶板破碎所采取的技术措施。
1.工作面开采条件
（1）地质概况
该面范围北起3#层有0上巷，南到3#层右0下副巷，西起3#有下副巷外上山，东到3#层皮带道保护煤柱线，东西平均走向400米，南北平均倾斜长140米，面积为5600平方米，距地表最小垂深565米，煤层走向方位120º左右，倾向SW,倾角平均为13º，平均煤层厚度为1.5米，地质储量10.9万吨，可采储量10.6万吨，在3#层右上巷实见5条断层，落差分别为0.6米、1.5米、1.5米、1.4米和0.4米。
（2）煤层赋存情况
根据3#右0巷、右0上巷、右0下副巷和外上山及3#皮带道3#发育稳定纯煤 厚1.4米，夹矸一层为0.15米左右页岩，顶板为0.40米灰色页岩，往上为1.0米白色细砂岩，底版伪.10米页岩往下为白色细岩。（3）工作面概况
工作面采机MG150/375B，镏子SGB—630/220，支柱DW-1.8/100，绞接顶梁HDJA0.6米，支柱采用1：1：1：2（四排五柱），柱距为0.75米，排距为0.6米，每隔5个号架设2.4米长钢梁，最小空顶距为3.6米，最大空顶距为4.2米，循环进度为0.6米，割煤方式为双向割煤，顶板管理为全部垮落法，采煤方法为走向长壁后退式。
2.顶板破碎原因分析
从顶板破碎原因分析：一是顶板岩层的自然条件因素；二是顶板控制的技术的因素。
3.采场控制设计
采场控制设计应根据工作面开采技术条件、经济条件和管理条件，选择正确的支撑体系，计算出合理的支护参数，以满足该工作面的采场支护要求，达到科学控制顶板的目的，工作面主要以单体液压支柱和长钢梁为主要支撑体系构件，进行采场控制设计。
4. 采场控制设计准则
采场控制设计的准则是支架必须有一定的承载能力，以满足开采顶板下沉离层时给定支架的载荷；同时，支架必须具有一定的可缩性，能适应基本顶破坏下沉时，给定支架载荷时变形，即支架的承载能力，必须大于控制范围内开采顶板和直接顶板给支架的自重载荷。
5.顶板运动参数的确定
顶板运动参数分析，选定的顶板运动参数为：开采顶板初次垮步距为20米左右，初次垮落后随采随落，直接顶初次垮落步距为10—12米左右，周期性垮落步距为10—15米左右，基本顶初次垮落步距为15—20米左右，周期来压步距为12—15米左右。
6.支架设计
（1）工作面支架计算：单体液压支柱高度计算
HMAX=MMAX-H-H1=1710-96-5=1609mm HMIN=MMIN-R-H-H2=1400-100-96-50=1154㎜
根据以上计算，选择单体柱型号DW—1.8/100型和DW—2.0/100型
验算：H′MAX=1800＞HMAX=1609mm
H′MIX=1110＜HMIX=1154mm
说明：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——顶板下沉量H——顶梁厚度
H1——支柱最小安全回程H2——支柱压缩量
（2）采场平均压力
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)采场设计支柱密度
N1=P/F×C=10.4/30×0.9=0.385
（4）采场支柱密度
N2=N/L1×E=5/4.2×0.75=1.587
（5）安全系数
A= N1/N2=1.587/0.385=4.1＞2
系数符合《顶板管理细则》规定，选择合理
K—岩石破碎膨胀系数取1.6
K1—采动系数取1.4
F—单体柱额定工作阻力30T
I1—最大空顶距为4.2米I2—平均悬顶距离1.2米
I3—平均片帮深度0.4米
N—最大控顶距内最少支柱根数H—采高1.5米
C——单体柱性能系数取0.9
R——岩石容重为2.5t/m3E——柱距0.75米
7.工作面遇断层时顶板管理措施
随着工作面推进，当推到右0上巷9#点前10米处，距工作面22米时工作面出现两条正斜交断层，落差为1.5米左右，两条断层倾向相反组成地垒形式，给该采面顶板维护和采机割煤造成一定困难，经矿、区研究决定，采用炮采，循环进度控制在1米以内，炮采后将伪顶留住，使用长钢梁拖住顶板，使采机正常割煤，当推进20米后，顶板发生变化，压力大，又受周期来压影响，顶板难以维护，造成工作面断层处机道全部冒落，使189工作面被迫停产，只保证正常通风，急需采取一种新的解决的办法和技术安全的措施；经研究采取三种方案。
第一方案，同断层走向方位一致，甩掉断层，掘送一副巷，与外上山贯通。
第二方案，在断层以下再掘送斜上，躲过漏顶区域，与上副0巷贯通。
第三方案，在断层漏顶以下10米处，每20米掘送横川后，再掘送上山与上巷贯通；这样，一直到断层尖灭后，将工作面溜子抻到上头，达到正规回采。
经分析，第一方案，189采煤队必须停产，影响产量，工期长。第二方案，工期短，考虑断层落差，还是影响生产。第三方案，改造工期短，边掘边采，不影响生产，丢失煤柱少，又解决了通风问题，这三种方案分析比较，第三方案切实可行的。
8.结论
通过189采面实践证明分析，采取实施小的改造工程，可行的，一方面躲过漏顶区域，又顺利把两斜交断层甩掉，保证189采煤队的正常生产；使当月产量完成3.1万吨，比计划多完成5100吨，但我们也应吸取漏顶事故教训。应注意以下几点：
（1）加强对复合顶板管理，支柱必须有足够的支撑力≥90KN，每隔5个号架设2.4米长钢梁。
（2）断层带附近往往顶板裂隙发育，顶板又破碎，加强对断层附近的顶板控制，漏顶处顶板必须刹实。
（3）工作面的长钢梁使用，必须探到硬帮，距壁不超过200㎜，随循环进度要刀刀前串。
（4）在周期来压时，必须对断层处全部上长钢梁，必要时加打硬帮柱或架一梁两柱。
（5）使用水平楔子必须加紧，保证前探梁使用对顶板起到一定作用，防止前探梁架空，支撑力降低。
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