破碎頂板綜采面片幫冒頂?shù)奶幚砼c預(yù)防

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　陳四樓煤礦井田內(nèi)可采煤層共4層,分別為二2,三1,三2,三4層。礦井前期主采二2煤層,該煤層最小厚度0.5ｍ,最大厚度3.85ｍ,平均厚2.45ｍ,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,煤層傾角0～13°。綜采面為傾斜長(zhǎng)壁條帶式俯斜開(kāi)采,面長(zhǎng)190ｍ,走向長(zhǎng)1000ｍ左右。煤層老頂為厚度10ｍ細(xì)砂巖;老頂下有1層砂質(zhì)泥巖與泥巖互層的復(fù)合頂,厚度不穩(wěn)定,0～3.0ｍ,局部裂隙發(fā)育,尤其在地質(zhì)構(gòu)造和向斜軸附近頂板非常破碎,給安全生產(chǎn)帶來(lái)很大困難。

　　1片幫冒頂狀況
　　目前,生產(chǎn)的綜采面有2個(gè),即2101,2103工作面。從兩個(gè)面開(kāi)采情況看,工作面局部區(qū)段頂板較破碎,尤其是煤層的復(fù)合頂厚薄變化不均,節(jié)理發(fā)育,在推采過(guò)程中某些區(qū)段,由于厚度比較薄(0.3ｍ以下),隨采隨冒;厚度逐步增大后,根據(jù)支架高度工作面最大采高可達(dá)3.2ｍ,煤層平均厚度2.45ｍ,一般在2.0～2.7ｍ。這樣直接頂在0.5～1.0ｍ時(shí),若采煤時(shí)不能留住,除影響煤質(zhì)外,支架高度尚能滿(mǎn)足支護(hù)需要;若厚度超過(guò)1.0ｍ時(shí),仍然不能留住,任其冒落,支架就不能接實(shí)頂,從而危及工作面安全。如2103工作面在推進(jìn)至180ｍ處,工作面第100～126架發(fā)生片幫冒頂事故,占工作面總長(zhǎng)的20%,其中最嚴(yán)重的為117～126架,15ｍ長(zhǎng),煤層之上的復(fù)合頂厚約2ｍ全部冒落,其它區(qū)段復(fù)合頂厚1.0～1.5ｍ,工作面高度在3.0～4.0ｍ。冒落的矸石全部壓在輸送機(jī)上,致使輸送機(jī)被壓死;又如綜二隊(duì)2101工作面在推進(jìn)至280ｍ處,工作面發(fā)生嚴(yán)重的片幫現(xiàn)象,片幫區(qū)段長(zhǎng)度占工作面長(zhǎng)度的52%,由片幫引起的冒頂區(qū)段占工作面長(zhǎng)度的15%,處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月,月產(chǎn)降到2萬(wàn)ｔ,約為正常的1/3～1/4,材料消耗是正常期的4～5倍。

　　2片幫冒頂成因
　　工作面冒頂主要由于片幫引起的空頂時(shí)間長(zhǎng),頂板離層而導(dǎo)致冒頂。工作面處于周期來(lái)壓期間更為明顯。大致有以下幾方面原因:
　　(1)工作面處于來(lái)壓期間,煤層被壓酥,復(fù)合頂自動(dòng)冒落。
　　(2)沒(méi)有及時(shí)移架或移架不到位,空頂距離大,空頂時(shí)間長(zhǎng)。
　　(3)過(guò)地質(zhì)構(gòu)造,頂板破碎,采煤機(jī)割煤時(shí)沒(méi)有掌握好角度。
　　(4)落煤方式不合理,采煤機(jī)落煤,往往造成控頂不及時(shí)或頂板受到破壞,造成冒頂。

　　3片幫冒頂?shù)奶幚泶胧?/P>

　　3.1改變采煤工藝
　　(1)采高控制在2～2.5ｍ之間,最大不超過(guò)2.5ｍ,確保支架的有效支撐力和煤壁壓力的減小。
　　(2)破煤巖方法由機(jī)械割煤改為風(fēng)鎬落煤或放小炮震動(dòng)破煤巖,淺截深,每割1刀破煤巖1次。放炮時(shí),炮眼布置為:1排底眼,距底板1000ｍｍ,每眼裝藥量150ｇ左右。
　　(3)頂板支護(hù):放炮后暴露的頂板采用人工及時(shí)掏柱窩打貼幫柱、架抬棚的超前支護(hù)方法,梁用直徑180～200ｍｍ的圓木,一端支單體柱升緊貼煤幫,另一端插入支架頂梁上,1架支架上1棚,然后在下好的棚梁上密排板梁和荊笆,并采用1刀1背頂?shù)姆椒ù_保頂板的有效控制。一般情況下,超前掏窩深度由電纜槽向前不大于3ｍ,以便采煤機(jī)通過(guò)工作面在兩頭頂板較好處割煤。
　　(4)煤機(jī)割煤措施:采煤機(jī)割到此處,如果斷層位置靠近機(jī)頭,把前后滾筒同時(shí)抬高(由于煤巖還由人工破頂),處于空載狀態(tài),并讓后滾筒停轉(zhuǎn),前滾筒空轉(zhuǎn),待通過(guò)后,再啟動(dòng)后滾筒,但此時(shí)該段不推溜,把機(jī)頭割透后,退出采煤機(jī),在斷層后邊頂板完好處進(jìn)刀。采煤機(jī)通過(guò)此處時(shí),仍將前滾筒抬高停轉(zhuǎn),后滾筒放低割底煤和裝煤,后滾筒過(guò)后立即推溜并快速拉架,并將支架頂梁托住抬棚。

　　3.2采用淺進(jìn)刀的方法
　　移架采用擦頂移架,及時(shí)跟機(jī)移架,減少頂板的暴露時(shí)間,防止人為冒頂事故的發(fā)生。

　　3.3采用炮掘方式留頂
　　綜采面在推進(jìn)過(guò)程中,局部區(qū)段復(fù)合頂變厚,正常的由煤面開(kāi)始降架,采煤留頂非常困難。如2101工作面15～25架共15ｍ,復(fù)合頂厚超過(guò)1.5ｍ,煤厚2ｍ,采高達(dá)3.5ｍ高,不利于安全生產(chǎn),煤質(zhì)不好。采取由兩邊向中間掘進(jìn)超前開(kāi)幫方式留住頂板。具體方法:從復(fù)合頂區(qū)段兩側(cè)垂直于煤面留復(fù)合頂開(kāi)口,規(guī)格2ｍ×2ｍ,單體支柱配圓木支護(hù);由兩側(cè)向中間掘進(jìn)直至掘透;采煤機(jī)通過(guò)此處不割煤,只清理浮煤;移架時(shí)先降架再移架。

　　4片幫冒頂?shù)念A(yù)防措施

　　4.1由煤壁打錨桿加固煤墻減少片幫工作面冒頂主要是由片幫所導(dǎo)致冒頂。為減少工作面片幫,應(yīng)對(duì)工作面進(jìn)行加固。加固方法:利用普通木錨桿打在煤壁上。具體做法:(1)倒楔式木錨桿,長(zhǎng)不小于1.5ｍ,直徑38ｍｍ,木托板規(guī)格為200ｍｍ×200ｍｍ×25ｍｍ。(2)在煤壁上打兩排錨桿,間排距為700ｍｍ×700ｍｍ,3花眼布置,錨桿眼直徑為42ｍｍ。(3)打錨桿處前后3架支架前端背好頂,支架有效接頂,并達(dá)到初撐力。施工順序?yàn)?敲幫問(wèn)頂搭臨時(shí)腳架打錨桿眼支設(shè)錨桿、上托板。

　　4.2超前移架、快速移架、減小梁端距
　　根據(jù)液壓支架無(wú)伸縮梁與側(cè)護(hù)板的特點(diǎn),在片幫區(qū)段,采取先移架后推溜的方法,減少梁端與煤壁的空頂距離,防止冒頂發(fā)生。
　　如果煤壁片幫比較嚴(yán)重,可采取提前支護(hù),即當(dāng)煤壁剛發(fā)生片幫時(shí),不必等采煤機(jī)割煤,支架就利用前柱與輸送機(jī)間的富裕量向前挪移,使煤壁片幫后的頂板得到提前支護(hù),這時(shí)回采工藝過(guò)程為移架―采煤―推輸送機(jī),可大大減少梁端與煤壁的空頂距離和空頂時(shí)間。在采煤機(jī)割煤后及時(shí)移支架再移輸送機(jī),這時(shí)回采工藝過(guò)程為割煤―移架―推輸送機(jī)。為此,支架前柱與輸送機(jī)的電纜槽托架間要預(yù)留1次截深距。這種方式用于頂板破碎和容易冒落的煤層,在超前移架仍未見(jiàn)效的前提下,在支架前梁上增設(shè)圓木托住頂板。

　　5結(jié)束語(yǔ)
　　由于采取了上述措施,頂板管理狀況得到改善,冒頂?shù)玫接行Ф糁?為綜采面在破碎頂板條件下實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)提供了較為成功的經(jīng)驗(yàn)。但這些措施還不盡完善,有待改進(jìn),必須研究更為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)方便快捷的頂板控制方法,如頂板固化技術(shù)等,為綜采面穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供保證。