綜采工作面破碎頂板控制簡析

蔡桂成

摘要：綜采工作面破碎頂板控制是工作面循環(huán)作業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，針對不同類型的頂板，采取相應(yīng)的控制技術(shù)和措施，是確保工作面正常循環(huán)的有效途徑。本文對綜采工作面破碎頂板控制進(jìn)行分析，并提出頂板的綜合控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工作面頂板維護(hù)

1概述

近年來，隨著采煤工藝技術(shù)的改革和發(fā)展，產(chǎn)量和回采工作面機械化程度有較大幅度的提高，特別是厚煤層綜采工作面采用了一次采全高放頂煤新工藝，使礦井進(jìn)一步向高產(chǎn)、高效合理集中化生產(chǎn)發(fā)展，從而對礦井巷道，尤其是對綜放巷道提出了較高的維護(hù)要求。由于綜采工作面大型設(shè)備的投入使用，相應(yīng)要求工作面巷道的斷面要加大，開采深度要加深，這樣將造成巷道礦壓的增大，形成頂板破碎的情況增多，如果措施不得當(dāng)，綜采工作面會經(jīng)常發(fā)生架前冒頂事故，嚴(yán)重影響和制約綜采高產(chǎn)、高效優(yōu)勢的發(fā)揮。

2破碎頂板的控制

2.1支架選型煤層頂板不穩(wěn)定，工作面盡量選擇前梁具有伸縮性能并帶有護(hù)幫板的支架，采煤機通過后立即前移支架或及時打開伸縮梁和護(hù)幫板，支護(hù)剛暴露的頂板煤幫，伸出伸縮梁，最大限度縮小端面距。若煤壁片幫嚴(yán)重，可在采煤機割煤前拉架，將支架前梁移至煤幫，即超前支護(hù)，這一方法在破碎頂板管理中也極為有效。

2.2頂板鋪金屬網(wǎng)破碎頂板在進(jìn)入頂梁上方時已很破碎，且在頂梁上方形成厚度不等的浮矸層，移架時，浮矸從架間及端面漏下，也可造成端面冒頂擴大；鋪頂網(wǎng)能使破碎頂板形成一個整體，達(dá)到改善頂板之功效。頂網(wǎng)一般鋪雙層，這對頂板管理有以下好處：①防止架間、端面漏矸，改善頂梁與頂板的接觸狀態(tài)：②有利于提高平均支護(hù)強度及圍巖剛度；⑨有利于防止煤壁少片幫，減少片幫深度。

2.3帶壓擦頂移架當(dāng)采用正常操作程序降架移架很難保持破碎頂板的完整性時，應(yīng)采取帶壓擦頂移架。移架時，先啟動推拉千斤頂，再逐漸卸載，使梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣項板不會出現(xiàn)明顯松動，可有效控制頂板。

2.4安設(shè)初撐力保證閥人工操作移架時，為提高移架速度，常因供液時間短，支架初撐力達(dá)不到額定初撐力。安設(shè)初撐力保證閥后，即使松開操作手把，支架仍可繼續(xù)增壓，直到達(dá)到額定初撐力后，才停止供液。

3 綜合頂板控制技術(shù)

3.1鋪頂網(wǎng)因工作面頂板破碎、整體性差，在支架頂梁上鋪金屬網(wǎng)，以增加頂板的整體性。金屬網(wǎng)規(guī)格：1.2m×10m，網(wǎng)格50mm×50mm。同時，為增加網(wǎng)的硬度和彈性，防止支架頂網(wǎng)影響移架，采用φ2.2mm冷拔絲編制。在工作面頂板較好地段鋪單網(wǎng)，頂板比較破碎、壓力比較大地段鋪雙網(wǎng)，以增加金屬網(wǎng)的整體強度，防止移架或頂板冒落撕網(wǎng)。

3.2木錨桿控制觀察工作面煤壁片幫過程，不論是構(gòu)造裂隙還是采動影響所致，其片幫方式有3種：①沿弱面向自由面滑落；②隨進(jìn)刀而冒落；③煤壁受壓劈裂出現(xiàn)裂隙面后逐層向外位移變形，達(dá)到極限而滾落。但不論哪種方式，煤體的片幫運動矢量都可以分解為鉛垂向下和水平向外。因此，只有有效地在自由面控制煤體向下、向外的位移活動，使切頂線由煤壁逐漸向采空區(qū)轉(zhuǎn)移，恢復(fù)到支架頂梁后端，才能控制工作面煤壁側(cè)片幫、漏頂?shù)陌l(fā)生?；谏鲜龇治觯瑫r考慮采煤機的截割問題，采用木錨桿超前加固破碎帶煤體，變被動維護(hù)為主動維護(hù)。

3.3煤巖體化學(xué)注漿加固其原理就是利用化學(xué)漿液來充填和固結(jié)圍巖(或煤層)的裂隙面，提高圍巖整體性，充分發(fā)揮圍巖整體承載能力，保持圍巖穩(wěn)定，參與巷道圍巖內(nèi)應(yīng)力平衡。工作面回采過程中，該技術(shù)主要用于過斷層時上、下端頭及工作面頂板破碎帶的加固支護(hù)，主要采用的是波雷因化學(xué)加固材料。該材料具有高度的黏合力和很好的機械性能，注射進(jìn)地層以后，低黏度混合物在幾秒鐘內(nèi)滲透進(jìn)八細(xì)小的裂縫后膨脹，從而有效地加固和密封處理區(qū)域。注漿孔布置：注漿孔布置在端頭巷幫和工作面破碎帶煤壁，開口位置距頂板0.5m，仰角20°，孔徑32mm，孔深4m。注漿順序：為防止孔與孔之間串漿，采用間隔孔打眼注漿順序。注漿量為200千克／孔，可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)注漿壓力，注漿終壓為3～5MPa。

3.4挑順山梁割煤后，新暴露的頂板在短時間不會冒落，只是在支架卸載前移時才可能冒落。這樣，就可以采用挑順山梁的方法，先移頂梁完整處的支架，移架時，在所移支架前梁上沿平行工作面方向放置1～2根長3～4m、直徑為180mm木梁，挑住附近不完整的頂板，然后再移頂板破碎處的支架。

3.5架走向棚當(dāng)工作面頂板隨采隨落后，冒落的面積較大，采用挑順山梁的方法來不及支護(hù)，而且頂板條件也不允許把前梁降下來放順山梁時，可以在相鄰支架間超前架設(shè)“一梁二柱”或“一梁三柱”走向棚，在走向棚下面再架設(shè)1～2架臨時順山抬棚。順山棚梁應(yīng)同時托住3架走向棚梁，這樣就可以將走向棚及順山抬棚的支柱撤出，支架在順山梁和走向梁的保護(hù)下前移。

3.6架走向梁在煤壁靠頂板處挖梁窩，將走向梁的一端架在煤壁上，另一端架在支架的頂梁上。如果煤壁容易片幫，在煤壁上不適宜或不能挖梁窩時，可靠近煤壁打一臨時貼幫柱。

3.7合理調(diào)整移架工藝和工作面采高對移架工藝進(jìn)行調(diào)整，正常情況支架與輸送機留1個截深的距離，割煤后即進(jìn)行移架支護(hù)頂板，一次移架到位。頂板破碎或煤壁片幫比較嚴(yán)重時，可超前移架，于割煤前移架提前支護(hù)頂板。另外，移架時帶壓擦頂移架，讓支柱仍保持一定的工作阻力，使頂梁貼著頂板擦頂前移，一定程度上減輕移架時頂板巖層的活動，減少由于移架而造成的頂板破壞。控制工作面采高在3.0m以上，使支架達(dá)到較佳支護(hù)狀況。沿頂?shù)谆夭蓵r，為防止留設(shè)的頂煤冒落后造成梁端空頂，盡量減少留底煤，防止支架陷底造成拉架困難。從現(xiàn)場經(jīng)驗看，類似條件下的綜采工作面設(shè)計采長不宜超過200m，最佳采長在170～180m之間。

4結(jié)束語

綜合控制技術(shù)應(yīng)用于回采過程的不同時期、不同地段，并貫穿于整個回采過程，有效地控制了工作面的破碎頂板，提高了工作面的單產(chǎn)水平，實踐證明，綜采工作面采用上述方法，有效的控制了破碎項板對回采工作的影響，大大提高了破碎頂板下的回采效率，確保了工作面生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。