1向斜轴与工作面概况

捷斯德里克向斜与捷斯德里克背斜轴平行排列、是阿艾矿区侏罗系最北边的一个褶皱构造、轴向近东西向。捷斯德里克向斜近东西向展布，向西逐渐翘起，向东逐渐倾伏。该向斜为一不对称的向斜，南翼地层相对较缓，倾角多在9°～13°之间，一般在11°左右，北翼地层相对较陡，倾角多在20°～40°之间。1015综采工作面穿过捷斯德里克向斜轴部，工作面推进方向与捷斯德里克向斜轴相交，煤层开采也会加剧向斜轴部岩层的破碎，容易形成导水通道。1015轨道运输顺槽掘进至2698m前在捷斯德里克的斜南侧，大致东西向，朝西逐渐翘起，向东逐渐倾伏。在2698m处贯穿捷斯德里克向斜，1015轨道运输顺槽2698m-2729m在捷斯德里克向斜的北侧，最远距离捷斯德里克向斜10m，巷道揭露地层倾向整体向北。1015综采工作面布置在下₁₀煤层内，工作面倾斜近南北向，近东西方向设计，在其东侧为卡日牙合厄肯尼阔坦沟保护煤柱，西部为井田边界的煤柱，南面是1013采空区，北面为下₁₀煤层实体煤。工作面呈长方形布置，切眼斜长222m，煤层平均厚度为3m，采用走向长壁后退式智能机械化一次采全高采煤方法，全部垮落法管理采空区顶板。煤层顶板以含砾粗砂岩、中砂岩、砾岩为主，厚度稳定，无伪顶和直接顶，岩石属泥质钙质胶结，在干燥及天然状态下，具有较大的抗压强度，不易发生变形，在饱和状态下强度会逐渐降低。1015综采工作面受向斜影响，呈“V”型分布，支架易走斜、歪斜，顶板管理难度增大。

2工作面过向斜轴期间矿压分析

（1）超前支护矿压分析

①通过矿压观测分析发现，1015工作面超前支承压力影响范围为22.9m～26.3m，平均为24.7m。当前，1015工作面两顺槽超前支护距离为27m，满足《煤矿安全规程》要求。

②超前支承应力影响下，1015工作面胶带运输顺槽所需的支护强度为0.215MPa，轨道运输顺槽所需的支护强度为0.369MPa。当前，1015工作面超前支护采用ZQL2×4000/22/45D超前支架进行加强支护，其支护强度为0.4MPa，满足支护要求。

③现场监测与理论分析表明，1015工作面无论超前支护距离还是支护强度，均满足相关规定与生产要求。

（2）工作面过向斜轴期间液压支架适应性分析

①1015工作面上下端头及面中液压支架循环末阻力为24.705MPa-34.41MPa，占液压支架额定工作阻力（42.8MPa）的57.72%～80.4%。

②工作面中部支架工作阻力最大值超过额定工作阻力（42.8MPa），支架最大值均值为43.55MPa，超限1.75%；

③工作面支架整架循环末阻力均方差均值为8.175MPa，占额定工作阻力的19.1%，离散性较大。

3跨向斜轴回采时存在的问题

（1）在斜轴区域附近，易形成淤煤和积水现象，导致工作面底板结构松散且不整齐，拉移支架时出现错茬较多，从而降低了稳定性，并给移架操作带来一定的困难。由于轴部积水的原因，刮板输送机负荷增加，加快运输机链条的磨损，同时给工程质量带来影响。

（2）工作面过向斜轴期间，向斜轴部顶板凹凸不平，呈V字形，存在部分支架顶梁接顶不实，架间隙过大，架间高差超过侧护板高2/3。

（3）在工作面的斜轴方向回采过程中，煤层厚度发生较大变化，部分区域出现顶板破碎，从而导致原煤灰分超出规定标准。而且，向斜轴部位的积水进入运输系统，使得原煤水分增加。

4回采期间采取的措施

（1）过向斜轴期间水害防治措施

①在液压支架与运输机之间打挡水堰，阻止水流入煤壁侧，确保工作面前部不受水的影响，为了保证出煤系统正常运转，同时确保输送机不会拉起水煤，需在向斜轴部做临时水泵坑，安设电泵和风动泵同时进行排水。针对架前淤煤较多的情况，拉架前务必对输送机推移千斤顶滑道处进行清理，以确保支架每次均能准确拉移。

②工作面低洼处的水泵坑要随着推进度及时跟进，并在工作面设置多道挡水堰，引导水流入泵坑内排走。每班安排专人清理水泵坑和工作面淤煤，防止水流夹带架间煤泥造成淤积。

③工作面下顺槽低洼处也应开挖水泵坑，并安排巡检，及时清理水仓、检查排水装置和排水管，确保排水畅通。

（2）过向斜轴期间顶板管理措施

①提高支架支护质量。正常在采矿过程中，务必确保支架的顶部结顶严实，并确保初撑力达到规定标准，以防止直接顶与基本顶之间出现离层。

②工作面来压时，拉移液压支架时，每次仅拉移一台支架，拉移期间严格遵守“带压擦顶移架”；工作面煤壁片帮严重的情况下，液压支架应及时超前拉架，即在采煤机前滚筒重刀割煤过后，及时进行拉架，减少空顶时间。

③做好端头区域压力监测与预报，超前处理顶板，防止端头悬顶垮落形成高压飓风。工作面采用“水力致裂”顶板控制技术弱化顶板，减少端头悬顶面积。工作面正常回采时，若工作面上端头采空区悬顶小于20m²时，不采用顶板弱化措施；当工作面端头采空区悬顶面积大于20m²时，需在顺槽超前20m范围内施工水力致裂钻孔并进行注水致裂。

④针对工作面跨向斜轴高应力区回采期间采场应力分布的特殊性以及对工作面安全回采的影响，加强矿压观测，确保工作面安全回采；如遇向斜轴部顶板完整性较差时应采取远程移架技术，保证操作人员有充足的安全距离；根据向斜轴部揭露情况，适当采取调斜、卧底等技术措施，使得轴部顶底板平缓过渡，支架受力均匀，支护可靠。

⑤加强工作面液压系统检查和保养，确保支架稳定可靠；加强向斜轴部位的排水工作，防止积水造成底板弱化，确保底板坚实有力；针对向斜轴部支架易出现歪架、挤架的现象，应加强现场工程质量管理，严禁轴部区域推进滞后，同时拉移支架时要及时主动调整支架姿态，确保支护质量。

5.操作液压支架及注意事项

①割煤前，支架初始状态为伸缩梁打开状态抵紧煤帮，打开护帮板，支架顶梁接顶严实。

②采煤机割煤时，距采煤机提前10-15m收回伸缩梁，提前12m收回护帮板。

③采煤机割煤后，滞后采煤机9m进行自动移架支护。

④移架完毕后，滞后采煤机12m打开伸缩梁，并打开护帮板。

⑤自动移架后，跟机人员及时检查支架移架情况，发现架前有片帮、空顶、端面距过大现象时，及时进行人工调整，确保支护质量。

⑥特殊情况需人工移架时，距采煤机前滚筒4.5m～7.5m收回伸缩梁、护帮板，距采煤机后滚筒4.5m～7.5m进行移架。

⑦人工调架时，要保证推移千斤顶与刮板输送机保持垂直，支架不歪斜，中心线符合规定，工作面支架排成直线，支架初撑力不小于24MPa。

⑧人工移架时做到快（移架速度快）、够（推移步距够）、正（操作正确无误）、匀（平衡操作）、平（推溜移架确保平直）、紧（及时支护，紧跟采煤机）、净（及时清除架前架内浮煤矸）。

⑨特殊情况下，人工移架时要控制降架高度不超过相邻支架侧护板高度的1/3，使支架顶梁微仰，以免架前顶板垮落。

⑩加强工程质量管理，保证工作面三直一平，现场操作人员随时调整好支架状态，确保支护质量。出现歪架、咬架时采用人工移架，及时调整，严禁强拉硬推。

6结束语

回采工作面过向斜轴构造技术研究的应用，不仅增加了煤炭回收率，杜绝了冒顶、瓦斯超限及水灾事故，同时对整个回采过程进行总结，分析成功的经验和存在的问题，根据总结的经验教训，对煤矿的开采技术、管理漏洞等进行持续改进，进一步完善地质勘查、开采方案制定、人员培训、监测预警等工作，提高煤矿的安全生产水平。