炮采工作面不穩(wěn)定頂板控制方法

楊煥勇

【摘 要】本文針對特殊地質(zhì)煤層，提出了有效的炮采工作面不穩(wěn)定頂板控制方法，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】炮采工作面；不穩(wěn)定頂板；控制

0 概況

鑫發(fā)煤礦一井為技改礦井，2013年10月份轉(zhuǎn)為生產(chǎn)礦井。礦井可采煤層為1#、5#煤層，現(xiàn)主采1#煤層，煤層厚度1.5m-2.5m之間，平均厚度1.8m，煤層平均傾角3°。煤層直接頂板為粉砂巖與炭質(zhì)泥巖互層，為不穩(wěn)定頂板，粉砂巖厚度0-3m，炭質(zhì)泥巖厚度0.5-2.0m不等。底板為砂巖，厚度5m。1#煤首采工作面為5202面。該面面長75m，平均采高1.8m，推采長度260m，可采儲量4.5萬噸。由于工作面地質(zhì)條件以及可采儲量等原因，只能采用炮采采煤工藝，工作面以粉砂巖和炭質(zhì)泥巖互層的巖層為直接頂，在實際的回采過程中，放炮振動有害效應、端頭支護和地質(zhì)構(gòu)造特殊地點管理以及現(xiàn)場頂板管理不到位等因素的制約，給工作面頂板管理帶來較大難度。

1 保持頂板的原始應力狀態(tài)

保持回采工作面直接頂板的原始應力狀態(tài)，減小外來因素對其進行破壞，是對不穩(wěn)定頂板進行有效控制的關(guān)鍵。

1.1 爆破作業(yè)管理

（1）從工作面內(nèi)打眼爆破方面入手，控制好工作面打眼質(zhì)量，合理布置炮眼，即將三排眼布置改為雙排眼布置，在不降低打眼質(zhì)量的前提下，根據(jù)1#煤層的層理及節(jié)理較發(fā)育的特點，通過抵抗線的計算，將原定的炮眼間距適當加大。改造前后，每循環(huán)炮眼工作量降低20%，炮眼布置前后對比效果見圖1。

（2）特別控制好頂眼的裝藥量，頂眼裝藥量不大于0.2kg（即1塊乳化炸藥），不得多裝，以減輕爆破對頂板的沖擊。在適當加大間距的基礎上，維持原定的裝藥量，在一定程度上相應地降低炸藥單耗，通過測算炸藥單耗比原先下降5%。

（3）結(jié)合炮采工藝及不穩(wěn)定頂板的實際，要求在連線以及一次起爆個數(shù)上做嚴格的要求，適當?shù)販p少了一次懸露頂板面積，為及時維護頂板爭取時間。

（4）通過加強放炮員的爆破技術(shù)業(yè)務教育，提高在現(xiàn)場的爆破作業(yè)水平控制好工作面打眼質(zhì)量，合理布置炮眼。打眼時，使頂眼距頂板的最小距離不低于0.25m，且控制好其仰角，使其眼底距頂板距離不少于0.15m，防止打眼對頂板造成破壞，同時減輕爆破的震動影響。

1.2 工作面支護

確定工作面合理的支護參數(shù)，確保支護質(zhì)量，嚴防工作面的不穩(wěn)定頂板離層、脫落。

（1）確定工作面合理的支護密度：根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)條件及直接頂板情況，經(jīng)過計算支護密度，確定工作面單體液壓支柱排距為1.0m，柱距0.65m，最小控頂距3.3m，最大控頂距為4.3m。經(jīng)公式推算以上支護密度滿足工作面支護要求。

（2）確保工作面單體液壓支柱的支護質(zhì)量。支柱必須打在實底上，迎山有力，初撐力不低于90KN；工作面支柱柱、排距偏差為±100mm，局部空頂較大處必須及時補打臨時支柱，工作面漏液、失效支柱必須及時進行更換。工作面頂梁必須接實頂板，頂梁上背好條芭捆或木板皮，不得出現(xiàn)空肩現(xiàn)象，應使頂梁與頂板充分接實。

（3）在鉸接頂梁上方鋪設菱形塑料網(wǎng)是控制不穩(wěn)定頂板有效的支護形式，菱形塑料網(wǎng)沿工作面煤壁橫向鋪設，頂梁與網(wǎng)之間加背條芭捆或板皮以防塑料網(wǎng)被擠壓斷開，由于不穩(wěn)定頂板破碎程度不一，使用塑料網(wǎng)后，一方面防止工作面漏頂、冒頂，且對煤質(zhì)管理起到積極作用；另一方面防止老空側(cè)破碎頂板冒落埋柱，造成回柱困難。

（4）放炮后，必須及時進行支護，工作面端面距不超過0.3m，縮短工作面頂板的懸露空頂時間，以防頂板下沉變形，工作面放完炮后攉煤期間，必須先掛頂梁支設臨時支柱支護頂板，以控制好面前頂板，保證面前進入面前攉煤時的安全。工作面端面距超過規(guī)定時，必須及時加支貼幫柱，控制面前端面距。

2 加強特殊地點頂板的管理

加強對工作面特殊地點頂板的管理，是回采不穩(wěn)定頂板控制的重點。

2.1 回采工作面上下端頭支護是工作面頂板管理的重點

由于工作面上下端頭控頂面積大，造成壓力大，該處頂板受力變形易破碎，加之工作面上下兩巷沿頂板炮掘掘進期間，已對頂板造成了一定破壞，長時間還受到風化影響，強度較弱，易造成漏頂，因此，上下端頭放炮后，應及時將頂板暴露部分用菱形塑料網(wǎng)配合木板皮背嚴，并在面前超前缺口內(nèi)支設好兩排支柱，以防止頂板冒落，影響工作面上下出口安全，同時在掘進期間就要加強對頂板的支護，使巷道頂幫錨網(wǎng)連成一體，在以炭質(zhì)泥巖為直接頂巷道內(nèi)要縮小錨桿的間距，從而保證工作面上下端頭頂板的整體穩(wěn)定性，以便實現(xiàn)對工作面頂板有效控制。

2.2 工作面過斷層段頂板的管理是開采不穩(wěn)定頂板的難點。

鑫發(fā)煤礦一井1#煤水平地質(zhì)條件復雜，地質(zhì)構(gòu)造多，工作面斷層較多，對落差大致等于或小于煤厚的斷層，一般采取平推硬過的方法。在斷層處打淺眼、少裝藥、放小炮。對工作面過斷層前后地段強支護質(zhì)量，架密支架，嚴密背頂，縮小控頂距。適當降低采高，盡量少破巖石，減少出矸量，對于頂板破碎，較難控制時，采取間套鋼梁的方法補強支護。

3 提高現(xiàn)場頂板安全管理水平

3.1 嚴格落實班隱患排查制度

生產(chǎn)區(qū)隊通過對現(xiàn)場的頂板狀況嚴格班隱患排查制度，當班發(fā)現(xiàn)的隱患必須及時處理，不能給下一班次埋下隱患。區(qū)隊制定嚴格的頂板管理制度，發(fā)揮質(zhì)量驗收員的問題整改作用，對班長、放炮員、驗收員等工種人員的進行加強管理，提高每名員工技術(shù)操作能力，按照要求進行頂板支護，做到及時支護，增強頂板安全意識。

3.2 管理科室人員實行聯(lián)動機制。

安監(jiān)部門負責對工作面頂板支護質(zhì)量進行安全監(jiān)督檢查，督促整改，嚴格考核制度；技術(shù)管理部門負責對工作面礦壓觀測記錄、監(jiān)測情況作進一步分析，改善頂板支護參數(shù)，做好工作面回采頂板動態(tài)監(jiān)測總結(jié)，為以后的回采積累經(jīng)驗。

4 結(jié)語

通過采取有效的頂板管理措施，工作面回采期間，不穩(wěn)定頂板未出現(xiàn)過漏頂、冒頂事故，頂板支護狀況良好，為實現(xiàn)安全回采打下了良好的基礎。

[責任編輯：丁艷]