淺談綜采工作面殘煤開采頂板控制與管理

摘 要：采煤工作面煤幫遇采跡、構(gòu)造帶、導(dǎo)致幫頂破碎冒落是影響采煤工作面安全及施工效率的重要原因，文章分析殘煤開采過程中遇到的開采難度問題，落實采取針對性措施，加強殘煤開采中工作面煤幫幫頂控制程度，以解決殘煤開采中遇到煤幫幫頂破碎的問題，達到安全、高效、高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：破碎頂板；控制；推進速度；初撐力

采區(qū)概況

西安煤礦位于（吉林?。┻|源市西北部，地理坐標(biāo)為東徑125°08′，北緯42°56′，距市中心4km。礦區(qū)有運煤專用鐵路與遼源站相連，并可通過貫穿市區(qū)的四梅公路，鐵路和遼營公路通往全國各地；西安礦現(xiàn)主采煤層為下煤，該煤層層理節(jié)理較發(fā)育，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煤層頂板為白色粉砂巖和砂質(zhì)頁巖互層易破碎，穩(wěn)定性差，煤層底板有凝灰?guī)r或安山質(zhì)砂巖。由于受資源減少限制，現(xiàn)西安礦采煤工作面多為殘煤開采，工作面煤幫及頂板遇采跡破碎易冒頂，因此綜采工作面頂板控制的關(guān)鍵是工作面煤幫幫頂?shù)目刂啤Ｕ页鼋鉀Q殘煤開采中煤幫過采跡、冒落帶的控制方法，對安全生產(chǎn)有重大意義。

1 煤幫遇采跡、構(gòu)造帶、冒落帶影響生產(chǎn)的因素

1.1 地質(zhì)因素

殘煤開采中工作面圍巖的穩(wěn)定性、節(jié)理發(fā)育性、構(gòu)造帶以及裂隙、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造和遇采跡冒落帶是影響工作面煤幫穩(wěn)定與否的主要因素；采煤工作面殘煤開采本身煤幫易冒落，并且采煤工作面采煤煤、巖層強度低，煤幫遇采跡或?qū)永?、裂隙發(fā)育，遇斷層構(gòu)造帶都是造成殘煤開采中采煤工作面煤幫易冒頂?shù)闹匾蛩?。隨工作面開采，煤層與圍巖相對穩(wěn)定的力學(xué)結(jié)構(gòu)遭到破壞，煤幫的煤、巖層頂板壓力通過煤幫釋放，煤幫煤層強度低，回采過程中煤幫過采跡時頂板本身破碎。煤層的構(gòu)造帶、裂隙是決定煤幫強度的重要特征，構(gòu)造帶、裂隙、采跡越多，煤層強度越低，煤幫越易冒落。地質(zhì)構(gòu)造帶易造成頂板破碎、易冒，構(gòu)造帶與工作面夾角越小，揭露破碎帶越寬，對工作面煤幫的影響也越大，冒頂可能性也越大。工作面過舊巷、采跡時也極易造成工作面冒頂。

1.2 端面距

采煤工作面綜采支架前探梁到煤幫的控制距離叫端面距。采煤工作面的端面距越大，冒落程度隨之增加，但是工作面端面距越小，就可以控制工作面冒頂距離。其次加強煤幫管理，杜絕煤幫片幫超寬，也是縮小端面距不可缺少輔助因素。因此殘煤開采過程中，控制煤幫端面距，遇采跡前先采取預(yù)防性措施，就可以減少采煤工作面冒頂事故的發(fā)生。

1.3 工作面循環(huán)推進度

綜采工作面煤幫冒落程度與工作面每班的循環(huán)推進度有直接關(guān)系，工作面循環(huán)推進度與采場集中應(yīng)力呈反比，工作面循環(huán)進度越快，工作面煤幫集中應(yīng)力越小，煤體的變形系數(shù)減少，工作面正確管理好，不易冒頂。礦井綜采采場周期來壓步距5～15m，，綜采工作面平均日循環(huán)進度3.0米，按正規(guī)循環(huán)3.0米計算，保證正規(guī)循環(huán)后，采場應(yīng)力集中區(qū)滯后采空區(qū)，工作面冒頂事故基本杜絕。所以工作面循環(huán)進度快與慢，對于冒頂影響起決定性作用。

1.4 支架初撐力

平均支護強度與冒落程度關(guān)系，對于我煤業(yè)公司殘煤上綜采目前在中國先例，根據(jù)我集團公司多年來在井下綜采工作面頂板礦壓觀測數(shù)據(jù)分析，綜采工作面采用全部陷落采煤方法，綜采的采場頂板壓力PI=25噸/m2，每個綜采支架載荷400噸，工作面每9.0m2一盤架子，支護強度：400噸/9.0m2=44.44噸/m2，綜采支架44.44噸/m2>綜采的采場頂板壓力PI=25噸/m2，綜采支架支撐力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采場頂板壓力，完全符合采場支護強度，保證支架的支護強度首先要確定支架初撐力，保證泵站出口壓力不得低于30MP，杜絕供液壓管路液壓泄漏，在實踐中證明，綜采支架初撐力合格率平均只有75%左右，其主要原因：（1）多個綜采工作面共用一個供液泵，并且多支架同時供液；（2）泵站出口壓力不足30MP，供壓管路老化，管路維修不及時壓力泄漏，供液管路距離長；（3）綜采支架液壓柱管路接口膠墊損壞泄壓；（4）綜采支架供液、回液管路堵塞（5）工作面綜采支架閥組損壞更換不及時造成竄液（6）泵站工作管理不好，滿足不了工作面綜采支架所需壓力。

1.5 綜采支架支護狀態(tài)

綜采支架好的支護狀態(tài)，會提高支架對頂板的控制能力，控制冒頂事故發(fā)生。由于采煤工藝、偽傾角掌握不好，支架不垂直工作面，綜采支架間側(cè)護板控制不好，導(dǎo)致頂板漏貨，支架與頂板接觸不實，支架間錯差大頂板支護沒形成整體，都會降低支架支護強度，導(dǎo)致煤幫頂板事故發(fā)生。

2 煤幫破碎頂板的控制

2.1 支架選型

煤幫幫頂破碎不穩(wěn)定，破碎鋪頂網(wǎng)能使破碎頂板形成一個整體，達到改善頂板之功效，保證支架與頂板接觸嚴(yán)密，開幫前超前使用臨時支護控制好煤幫，杜絕煤幫淌貨導(dǎo)致頂板漏冒，工作面開幫時，及時發(fā)揮前伸縮梁、護幫板的性能控制頂板、煤幫，最大限度縮小端面距。在頂板不穩(wěn)定、破碎頂板管理中極為有效。

2.2 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，使頂梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣頂板不會出現(xiàn)明顯松動，可有效控制頂板，從而使支架頂梁與頂板保持接觸嚴(yán)密，確保支架支撐強度。

3 結(jié)束語

西安礦由殘煤上綜采以來，由于采取了綜合防范措施，同時要求每個采煤工作面每小班的開幫推進度達到1.0m以上，使工作面頂板管理狀況得到改善，冒頂?shù)玫接行Ф糁?，為綜采面在殘煤破碎頂板條件下開采降低了冒頂事故，實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)。

參考文獻

[1]樊運策，等.綜合機械化放頂煤開采技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[2]陳炎光，錢鳴高.中國煤礦采場圍巖控制[M].徐州，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994年.

作者簡介：楊洪杰 （1975.01-）男，吉林省洮南市，職稱：助理工程師 學(xué)歷：本科 采礦工程，研究方向：煤礦開采技術(shù)。