采煤工作面初次放頂技術管理

趙所良

【摘 要】煤礦各類頂板的礦壓活動規(guī)律進行及時觀測，是在采煤工作面的初次放頂期間完成的，可以進一步確定涉及放頂的每一項參數及精確的計算方法，這樣便于指導初次放頂的順利開展。本文對如何進行初次放頂提出了技術管理的措施，期望取得明顯的效果。

【關鍵詞】采煤工作面；初次放頂；技術管理

一般意義上的初次放頂，是指初采工作面開始開切眼到它直接頂冒落高度達到采高標準的1.5至2倍，這一階段工作面垮落就被稱為初次放頂?？v觀以往技術的管理經驗，工作面的初次來壓技術管理具有重要意義，它可以為加強頂板的管理提供依據，進一步減少頂板事故發(fā)生，從而保證安全生產。尤其是初次來壓做正確預報和初次放頂時的頂板控制，能夠明顯杜絕傷亡事故。

1.初放期間堅硬頂板的安全威脅及預測

在工作面的回采過程中堅硬頂板不能隨它的推進及時冒落，這樣在采空區(qū)容易形成懸頂，當懸頂面積超過界限時假如直接頂產生來壓就會斷裂導致冒落，危害比較大：

（1）工作面產生片幫以及掉頂。

（2）上下的順槽頂、底和2幫移近量大，從而不能有效保證通風斷面。

（3）支架立柱的下縮量在極短時間內驟增，有可能被壓死。與此同時，頂板大量冒落會損壞工作面附近的支架等其它設備。

（4）由如果頂板懸空的面積大，產生突然冒落時沖擊氣流對工作面人員安全造成威脅。

采煤面經常由于頂板發(fā)生裂斷，支架阻力不能抗衡巖梁回轉，導致大面積的壓垮工作面而發(fā)生事故，所以必須搞清楚采煤工作面控制巖層性質和范圍，準確預報使用的直接頂、老頂裂斷運動的發(fā)展過程，開展針對采煤面初次放頂的監(jiān)測預報，做好現(xiàn)場頂板的安全管理工作。初次放頂的監(jiān)測技術主要包括三部分：①是否恰當設置監(jiān)測儀表；②綜合判斷礦壓顯現(xiàn)；③能夠依據判斷預測建立一套現(xiàn)場會診技術，措施制定，以及加強支護的規(guī)范化制度。

監(jiān)測儀表是指頂板動態(tài)儀而言的，一般在工作面的上、下巷各設置3臺的頂板動態(tài)儀；在采煤工作面中部的初排和末排各安裝1臺的頂板動態(tài)儀做監(jiān)測。

2.初次放頂時控制頂板措施

（1）初次放頂時期，直接頂板應該按照“限定變形”準則，確保直接頂和老頂不會出現(xiàn)較大范圍的離層，在可以預防控制的范圍內，保證完整的直接頂。一是杜絕直接頂破碎導致漏冒與回柱在頂板跟下發(fā)生傷人事故；二是避免因老頂來壓時沖擊波沖擊直接頂，造成比較嚴重的切頂垮面。這意味著采煤工作面必須從切眼推進就開始，提高初排支柱初撐力（大于90kN）；同時要對支柱的根根、班班及時進行支護質量跟蹤監(jiān)測，使支柱的支撐能力得到保證，這方面內容是現(xiàn)場會診的著重點。從煤礦多年的現(xiàn)場管理經驗來看，對支柱有效支撐的能力做好保護主要是監(jiān)控兩個質量，管理三個環(huán)節(jié)，就是抓支柱維修的質量和支柱支設的質量，三個環(huán)節(jié)是指抓泵站壓力符合規(guī)定要求，給底板軟穿合適柱鞋，對初排支柱做到每一班進行二次的注液。只有保證支柱有效的支撐能力，才會使支柱在“承壓限定狀態(tài)”下開展工作，直接頂的位置被支架阻力的限定，頂板下沉量數值被限定在在支柱縮量值（壓縮后的煤粉，人員鞋、帽等作為輔助性支護物縮量）與頂板允許的彎曲值范圍以內，杜絕頂板破碎產生冒落事故。

（2）做好老頂的控制。初次放頂時，直從接頂開始垮落到老頂首次垮落階段，不僅要管控好直接頂，更主要的是抓好老頂控制。采煤工作面的推進，老頂會達到其極限的跨度產生撓曲下沉，隨之直接頂也下沉。綜合這一情況，總結礦壓的顯現(xiàn)規(guī)律和特點，預測預報老頂來壓進行。放頂小組要根據預報再次組織開展現(xiàn)場技術會診，有針對性的采取加強措施，按照質量標準的要求，在支柱齊全，保證它們有效支撐能力的基礎上，使用特殊支護如叢柱、戧柱和戧棚等方式，來增強支護強度，發(fā)揮支架在老頂的“給定變型”狀態(tài)情況下的支護作用，避免發(fā)生大面積的壓垮，造成推垮工作面的事故，使老頂安全渡過初次來壓階段。

老頂斷裂垮落，煤壁前方承受的支承壓力峰值向深部傳遞，采煤面及上下兩巷的礦壓顯現(xiàn)逐漸減弱，采煤工作面開始正常推進管理的階段，仍然需要繼續(xù)抓好直接頂管理，防止局部區(qū)域冒頂事故發(fā)生。

3.工作面的頂板管理

3.1回采期間工作面頂板管理

（1）常用措施：①加強設備檢修，提高開機率，保證工作面推進度，確保工作面快速推進。②生產中采用追機作業(yè)方式，移架時帶壓移架，移架后及時用護幫板護幫，局部若有片幫掉頂現(xiàn)象，抵車后及時拉超前支架支護頂板。③工作面支架初撐力達到額定工作阻力的80%，泵站壓力不得小于30MPa，使支架有較高的初撐力，減少頂板對煤幫壓力，較好地控制住片幫、掉頂事故的發(fā)生。

（2）支架管理液壓支架在移動過程中的穩(wěn)定性較差，生產過程中，嚴格控制工作面采向，對歪架及時采用支架本身的調架千斤頂和DZ～28單體進行調整，使支架頂粱與工作面頂板接觸嚴密，迎山有勁；支架間做到不擠不咬，相鄰支架間的錯茬合理，架間空隙均勻，前探梁升起，護幫板與煤壁接實，嚴格控制端面距；端頭支架易發(fā)生歪架現(xiàn)象，影響安全生產，對端頭支架增設防倒千斤頂，確保支架處于良好狀態(tài)。

（3）工作面規(guī)格質量管理嚴格按回采層位組織施工，采高控制在3.8m左右，保持頂、底板平整，回采過程中工作面支架帶線作業(yè)，做到煤壁、支架、鏈板機成直線；支架垂直鏈板機、不歪斜。

3.2端頭頂板管理

工作面上下端頭煤壁三角處因受兩巷及工作面采動影響壓力大，易發(fā)生片幫掉頂，對此在上下端頭煤壁三角處架設斜跨棚和順山棚，加強端頭頂板管理?？绻ぷ髅鏅C頭、機尾用7.0m長ll#工字鋼設雙排挑棚，一梁四柱，隨機頭、機尾交替邁步前移；上下隅角受錨梁網支護影響，收角后上下隅角不能及時充分冒落，超前工作面煤壁5m提前將錨索退錨，在上下隅角切頂線處用單體加補密集切頂點柱，用材料將上下隅角充填實。

3.3過斷層期間頂板管理

工作面屬“三軟”煤層，而裝備的機電設備功率較大，過斷層一般采用硬過法。過斷層期間工作面煤巖結合部的頂板管理非常重要，同時存在較大難度。除了要進行正常的頂板管理方式外，要采取一些有針對性的措施。

（1）控制采高，減少破頂范圍及破頂量 當工作面距斷層面10m時，提前俯采或仰采逐步降低工作面采高，采高降到3.2m左右，進入斷層帶時，采高控制在2.8m以內。剎底或飄車時每刀剎底或飄車量不超過100ram，工作面上下出口與巷道保持一致。

（2）陜速擦頂移架，減少空頂時間。拉架時，先降后立柱，再同時降前立柱和移架，待支架移動后，立即將降柱手把扳回零位，使之擦頂移架。工作面頂板破碎段，拉架的錯茬距離不小于15m，以此保證頂板的整體。

（3）斷層影響范圍內嚴格進行追機作業(yè)，只準～茬拉架 其它茬不得拉架.以此保證移架時供液系統(tǒng)的液壓，從而達到快速移架的要求。

3.4工作面更換大件時的頂板管理

工作面更換部分大件，檢修人員有時需要在支架下煤壁附近作業(yè)，一方面要求作業(yè)人員具備較好的安全自保意識，在作業(yè)前認真細致觀察頂板及煤壁情況，不站在架間作業(yè)；另一方面需要采取一些相應的措施加強頂板、煤壁支護。

（1）更換煤機大件，應將提前煤機停放在頂板較為完好處，支架留出步距，使用半圓木對煤幫進行背幫處理，半圓木放在護幫板中間位置，使用支架護幫板將半圓木抵在煤幫，背嚴、背實。

（2）降下支架后再更換支架的頂粱和前探梁，頂板假如出現(xiàn)長時間空頂的現(xiàn)象，安全隱患大，解決的做法是將檢修支架兩端的支架上設置圓木，一到兩個小班之前開始上圓木，工作面按照每推進兩刀上一根的速度開展，合理搭接圓木在兩側支架，有效的檢修支護支架上方頂。

4.認真管理初次放頂

4.1自上而下，嚴抓嚴控

生產礦長作為第一責任者，對回采工作面的頂板管理必須嚴格，其主要職責是組織領導初次放頂小組，根據初次放頂的進展情況進行檢查，將初放面的隱患和問題進行及時解決，全面負責頂板管理工作；總工程師負責技術管理，科學的、有針對性的制定各項規(guī)程措施，指導實際工作，并在實際工作中監(jiān)督實施，在技術上做好管控。采煤隊的主要職責規(guī)程規(guī)定是搞好工程建設質量，加強細節(jié)管理，開展安全生產和實現(xiàn)文明生產。安全監(jiān)督職能部門主要監(jiān)督檢查措施規(guī)程的落實情況，全面檢查安全隱患，監(jiān)督整改，做好安全工作。技術室、調度部門、供應等要各盡其責，履行好業(yè)務保安工作。采煤隊長要直接抓安全技術，落實好保障安全措施，認真執(zhí)行規(guī)章制度。

4.2跟蹤檢查，及時處理問題隱患

科技的進步為工作提供了更多的科學手段，抓住支柱初撐力這一初放的主要矛盾，認真對工作阻力鑒定和現(xiàn)場進行整改，做好堅持研究到決策兌現(xiàn)的工作循環(huán)。放頂領導小組的每一個跟班成員必須詳細了解有關規(guī)定，像泵站壓力應該達到18MPa這類，要懂如何鑒定、會記錄數值、會分析實際狀態(tài)，鑒定支柱初撐力與工作阻力要親力而為，掌握工作面支護的質量及頂板動態(tài)，做到了然于胸。初放期間要仔細觀測，重點的觀測區(qū)應設置在靠近放頂線附近的末排支柱，不正常段及有構造結構變化、懸掛頂、局部冒頂區(qū)域等特殊地點的上下端頭、機和風巷超前支護，應采用巡回檢查，及時處理有關問題。觀測數據要完整、齊全、真實，宏觀情況要有重要記述，存在的隱患應該提出建議，按照規(guī)定放頂領導小組責任成員在記錄上簽字。放頂領導小組對檢查之中發(fā)現(xiàn)的問題，必須立即組織現(xiàn)場整改，使支柱初撐力及工作阻力符合規(guī)定要求。

4.3不斷提高職工技術水平

若人員素質低下，質量意識不夠，管理工作有形式無效率，那么先進技術，好的管理措施也不能對安全生產產生促進作用。要在提高人員素質上下大力氣，領導帶頭從上到下開展組織學習活動，使職工隊伍技術水平不斷提升，重點抓質量問題，安排專業(yè)干部給工人上培訓課，增強職工質量意識，保質保量的完成生產任務。

5.結語

初次放頂容易導致工作面頂板發(fā)生事故，給生產帶來不安全因素。所以，加強初次放頂期間技術管理工作可以保證工作面的安全生產。工作面初次進行放頂時加強工作面礦壓觀測，并依據礦壓觀測結果，分析并加強對工作面頂板的管理，準確進行頂板，來壓預測預報、增強工作面支架及單體支柱有效支撐的能力，從而防止頂板事故發(fā)生，使安全生產得到保障。