淺析煤礦綜采工作面頂板管理方法及技術措施

靳增亮

Analysis on Roof Management Method and Technical Measures of Full-mechanized Mining Face in Coal Mine

摘要：煤礦企業(yè)安全出產的基礎性工程是頂板科技改良。本文提出了離層頂板成孔和錨注模式、大跨度支護工藝、錨索支護、頂板注漿加固、錨索支護等頂板管理技術措施，并探索了綜采現(xiàn)場頂板控制措施。

Abstract： The fundamental project for the safety production of coal mining enterprises is roof science and technology improvement. In this paper， roof management techniques measures such as hole-opening and anchor-injection mode， large-span support technology， anchor cable support， roof grouting reinforcement and anchor cable support are proposed， and the full-mechanized mining on-site roof control measures are explored.

關鍵詞：巷道；錨網；支護；頂板

Key words： roadway；anchor net；support；roof

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0159-02

0 引言

按照當今的一系列訊息顯示，采煤安全隱患有70%的危險情況存在于頂板支撐上。因為綜采進程面是對于范圍較多與煤層疊厚的因素，所以才使得安全隱患總是產生在頂板間，為采煤的職工人員造成較大危害。那么，在實地考察中，提高綜采作業(yè)面的一系列安全防御，才是減少采煤進程里的職工人員安全隱患的一種重要手段，并對綜采作業(yè)進程健康產煤存在非常重要影響。

1 綜采作業(yè)中常見頂板事故研究

采煤公司綜采工作進程的頂板出現(xiàn)隱患能夠簡單地列舉為頂層推垮型冒頂、頂層部分冒頂以及年代過長的擠壓型冒頂幾種。

1.1 直接頂推垮型冒頂

此等情況一般在頂板出開始崩塌，同時循環(huán)性崩壞以及層級滑塌經常發(fā)生，這主要是由于頂層的隨機位移以及變換使得一些柱子傾斜所造成。如果頂板不夠牢固的狀態(tài)下肢體通常向采空區(qū)一面倒下，如果頂板過大時一般向煤壁位置坍塌。在多層偽頂中挖煤時由于頂板再生問題，同樣會使得架構發(fā)生坍塌。

1.2 老頂推垮型冒頂

過于陳舊的頂推所造成的頂板安全隱患是其開始以及周期來壓后，將頂板順著煤層破壞折斷支架與迫使構柱傾斜。如采用木質會將很多支架破壞；采用鐵質支架時將其壓入底板。如這種情況發(fā)生在較為堅硬頂板支撐程度時，便會使得自移支架折斷。

1.3 直接頂局部冒頂

通常這些頂板隱患的發(fā)生是現(xiàn)在挖煤進程里普遍的頂板隱患，這里很多是采煤進程里的部分冒頂以及回柱進程里的一種。其方式為小規(guī)模冒落，一般頂板隱患的發(fā)生不危機到人身安全，而且對出煤影響不大，所以一般不會被重視。

2 煤礦綜采作業(yè)面頂板管理方法及技術措施

2.1 頂板管理技術措施

2.1.1 離層頂板成孔和錨注技術

基于礦層板砌碹發(fā)生變化后巖石離層造成差異，這就使得巷道在一定的修繕進程里越發(fā)的復雜，河北一家資源股份企業(yè)葛泉礦按照離層頂板的差距，采用無縫連接技術接好錨桿，通常，普通的管縫錨桿大小以及離層頂板差距額度大概相同，將錨桿焊接進離層頂板中，再將其進行鉆孔，這就使得孔壁進行了完善，將錨索底部韓潔進錨桿里，對應的成洞可能性為百分之百，而且若將樹脂錨固劑添加進所打造的孔洞中，就必然使得作業(yè)質量、健全度水平達到規(guī)定要求，并使得錨索力矩適應國際普遍作業(yè)水準。上述這一辦法，在企業(yè)井下底層采空區(qū)巷道以及老巷頂板調整里，可實現(xiàn)較高的實用價值。

2.1.2 大跨度支護工藝

基于作業(yè)平臺規(guī)?；F(xiàn)代化裝置多，配備及回撤范圍需要量廣的情況，新巨龍公司非常強調提高大范圍切眼支護以及作業(yè)平臺配置手段，運用“切眼以及配備支架同時并舉”的手段，高能運用作業(yè)平臺壓力支護能力，加大頂板支護水平，縮小大范圍切眼的時限及作業(yè)強度，緩解作業(yè)者的壓力，減少作業(yè)平臺的配置時間，其作工時間能夠縮短至50日。

2.1.3 錨索支護

錨索支護采用讓壓支護原則，相較于錨桿支護來說，錨索支護錨固更深，錨固力更大，并且支護強度、加固范圍和圍巖整體的穩(wěn)定性都優(yōu)于錨桿支護法。錨索加固下部松動圈范圍內群體錨桿形成的組合拱，或錨注形成的組合拱及組合拱之外不穩(wěn)定巖層。另外，錨索能夠對圍巖施加一定強度的預緊力，可將巖體中層理、裂隙擠緊，使圍巖的整體強度有一定幅度的提高。

2.1.4 頂板注漿加固

承壓含水層能夠傳遞荷載，在一定的覆巖條件下，這種傳遞作用會造成關鍵層出現(xiàn)符合破斷現(xiàn)象，進而導致綜采作業(yè)面發(fā)生壓架事故。要預防這種問題，必須確保圍巖整體結構穩(wěn)定，可通過對圍巖注漿的方法增強圍巖強度。注漿加固法可保證將圍巖充填壓實，使圍巖與支護結構形成一套比較堅固的網格骨架，在壓架后通過注漿加固法可使破碎圍巖恢復成一個整體，從而保證圍巖安全穩(wěn)定。注漿加固工藝流程大致如圖1所示。

2.1.5 疊加支護

在大型采煤基地修筑里，通常較為常用的是錨桿進行支撐，它的營運非常廣泛。缺點是在煤炭所處地底較深的產煤區(qū)域中，面對層級大、頂板支撐額值小的錨桿通常會造成較大麻煩。采用錨桿架構的井下頂板會隨著環(huán)境的變遷，使得部分井下頂板穩(wěn)固性變差，接著是會導致井下頂板進一步垮塌，最終會出現(xiàn)大范圍頂板不穩(wěn)固，首先，面對此種狀況，井下要先加點柱，接著分段構筑，隨后井下再在普遍規(guī)模中架棚，并且在開挖時及其進程中還要進行革新，用來確認采煤的安全標準，并避免給政府以及公司造成一系列的損失，因此，處理疊加頂板的架構支撐狀況必須立即進行。采用疊加支護的方案是從對鞏固巖石的穩(wěn)定、延緩周圍巨石不斷松動以及強化松動體結構方面來分析，一部分強調了錨桿架構的好處，另一部分又可以讓多層級頂板的架構支持水平得以確保。該項手段著力于運用錨桿的大小、軟硬、強度等特質，并使其互相補充、互相支持，取長補短，并構成硬度大與彈性好的架構基礎，從而進一步處理了復合頂板的平衡性差、硬度小、增容差距升等架構支撐問題。再者，該疊加架構能力作業(yè)中，通常一層支護的短錨桿作業(yè)達成便能夠再行采煤，其優(yōu)點在于工序作業(yè)間隔少，同時作業(yè)進程快，大大增加了采挖效率。

2.2 綜采現(xiàn)場頂板控制措施

2.2.1 強化現(xiàn)場管理

頂板是綜采現(xiàn)場事故多發(fā)的主要原因，加強頂板管理能夠提高綜采作業(yè)的安全系數(shù)。如果頂板管理效率低下，那么大部分綜采現(xiàn)場管理措施將無從下手。而現(xiàn)場管理是頂板管理過程中一道比較關鍵的工序?，F(xiàn)場管理的大概內容和要求如下：

①在綜采作業(yè)中，針對危險圍巖在回采前應該敲幫問頂，根據(jù)圍巖狀況搭建臨時支護結構，保證回采作業(yè)在相對安全的環(huán)境下落實。

②結合作業(yè)面煤（巖）層的性質、硬度以及巷道布置確定一套科學合理的巖體爆破方案，確?；夭砂踩?。

③對回采面的超挖凹進問題嚴加管理，防止其擾動整個圍巖并引發(fā)安全事故。

2.2.2 做好礦壓觀測和地質預報

通過進行礦壓觀測、頂板動態(tài)寫實和地質預報等工作可以準確地測定礦井煤層的初次來壓和周期來壓步距，確定受采動影響的區(qū)域和時間。這樣能夠針對不同時間、不同區(qū)域實行有的放矢和提前預見式的頂板管理模式，避免支護強度過大和支護過期疲軟等現(xiàn)象的產生，既節(jié)約了支護成本，又提高了支護效率和支護強度。

2.2.3 加強事故多發(fā)部位的頂板管理

頂板冒落等綜采事故通常都發(fā)生在固定的幾個部位，施工單位應該針對這些部位加強勘探和現(xiàn)場調查，特別要針對這些部位的頂板加強管理，嚴防頂板冒落、片幫等事故發(fā)生。

①做好頂板事故多發(fā)地點的提前預測和預估工作，工前做好安全交底，提高工人的事故防控意識。

②三岔口、十字口以及大跨度巷道采用聯(lián)合支護模式提高圍巖強度。

③加強回采作業(yè)面兩端頭、鄰近采空區(qū)等應力集中區(qū)域的頂板管理。

④做好長時間支護和空頂區(qū)域的頂板管理。

⑤對于較破碎頂板，必須采用嚴格的支護。

3 結語

綜采工作面回采過程中的頂板管理是工作面生產管理和安全管理中一個非常重要的環(huán)節(jié)，綜采工作面頂板的控制好壞，直接關系到工作面整體質量的好壞，需要設計時優(yōu)化工作面巷道布置，選擇合理液壓支架架型，回采時正確操作好液壓支架，加強地質預報和礦壓觀測，及時處理液壓支架的各種事故，加強破碎頂板控制，為工作面整體質量的提高打下良好的基礎。

參考文獻：

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