綜采工作面頂板破碎和煤壁片幫原因分析

　　摘要：通過對綜采工作面頂板破碎、煤壁片幫影響生產分析，提出更換立柱、提高初撐力和及時支護措施，使綜采工作面達到日產萬噸水平。
　　關鍵詞：頂板破碎；煤壁片幫；更換立柱
　　
　　日產萬噸綜采工作面是現代化煤礦中較先進的回采工藝，但目前雙鴨山局綜采工作面的產量不算高，其原因是多方面的，除了地質條件影響外，由于頂板壓力大，煤壁片幫出現大塊煤或冒頂的現象是其中的主要原因。現對東榮二礦綜一隊目前生產的南翼十七層四面做具體分析。
　　
　　一、工作面概況
　　
　　工作面走向長710米，傾向長194米，平均煤厚3.7米，地質儲量64.2萬噸，可采儲量61萬噸。偽頂0.1-0.2米粉細砂巖，深灰色，層理發育，與上下層接觸明顯，直接頂為粉砂巖、中砂巖，膠結堅實，由上而下粒度偏粗，直接頂厚度為2.4米。老頂為細砂巖，灰白色，下部粒度偏粗，膠結堅實，厚度為1.8米。底板為黑色粉砂巖，致密堅硬中部夾細砂巖條帶。該面與16層層間距為3—15米。且16層有一煤柱在該面101號—114號支架之間。
　　該面主要設備為：運輸機：SGZ-800/800；采煤機：MG400/940-QWD；
　　破碎機：型號PCM-200；轉載機：型號SZZ-1000/400；皮帶機：型號DSJ-120/160/2×200；乳化泵：型號BRW-315/31.5L/min。
　　該面回采工藝為：割煤——拉架——移溜——掃浮煤；采煤機采用雙向割煤，即采煤機端頭斜切進刀，反向割三角煤，然后上行（或下行）割煤，割透后同理斜切進刀進行下一個循環割煤；隨采煤機上行（或下行）拉架、移溜距采煤機后滾筒分別不大于25米和不小于30米，拉架順序為間隔接力拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面頭、尾時采煤機停止運轉。
　　
　　二、影響生產的主要原因
　　
　　（除機械、電影響外）該面自2004年11月投產以來，一直產量不高，11月份試生產，月產量15.5萬噸，12月份正常生產，但由于煤壁片幫，大塊煤多而影響了小班產量，12月份產量16.5萬噸，采煤機無論是上行還是下行，均有大量的大塊片幫煤現象，不得不進行停機糊炮或停機人工砸碎處理，而每次處理至少得5分鐘，同時這種頻繁起動對工作面設備極為不利，每班處理大塊煤累計影響約1—2個小時，無形中產量減少25%左右，生產班的生產能力應為4刀，而實際為3刀。
　　
　　三、頂板破碎、煤壁片幫原因分析
　　
　　造成工作面頂板破碎、煤壁片幫其直接原因為頂板壓力大，這有兩方面原因，一是上部有十六層煤柱（局部），二是支架支承能力不足。該面16層煤柱段在工作面104—114號支架附近，不會造成整個工作面的影響，而采場支架的受力，是上覆巖層運動的結果，支架受力值的大小始終是與其所支撐的運動巖層范圍相一致的，當煤壁推進或放頂造成支架支撐的巖層范圍超過承載能力后，支架將通過自身的沉縮擺脫其影響，將超出的部分巖重移至煤壁和空區矸石兩端支承上，因而造成了煤壁處壓力值增大的現象，應力主要集中在煤壁，造成控頂范圍內頂板破碎，煤壁被壓疏，易片幫、大塊煤增加，進而直接影響生產。通過現場觀測立柱的初撐力及工作阻力，發現支架立柱有一半自泄現象，壓力值為0的有66個，占總的12%，在1—10Mpa的有19個，占所有立柱4%，而壓力值在10—19Mpa的有252個，占所有立柱48.9%，平均值為17.2Mpa。
　　另一方面，支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的一個原因，現場看到乳化泵壓為25Mpa，而實際應為30Mpa以上，由于初撐力低，所以支架只能在“等壓”，在“等壓”的同時也就將上覆巖層的力傳到了煤壁上，從而造成了煤壁始終是壓力高峰區，而出現大塊煤片幫現象，也正是煤壁向外卸壓和表現。
　　正是由于支架的初撐力低，再有大部分支架立柱密封不好，竄液，使支架的初撐力及工作阻力均達不到正常要求，就不可能使支架在頂板大面積運動前保持高承壓的工作狀態，這種情況下，老頂不能及時切斷，從而將應力傳遞到了煤壁承載，因而煤壁被壓疏，出現片幫，向外卸壓。
　　
　　四、改進措施及效果
　　
　　通過以上分析，為了解決綜采工作面梁端距頂板破碎、片幫煤增多的現象，從而保證綜采工作面正常生產，我們采取了更換立柱，提高初撐力和及時支護措施，確保了支架對頂板的支撐能力，從而控制了頂板下沉，減輕了煤壁處的頂板壓力，而不出現大塊片幫煤和梁端距冒落現象，改進后觀測立柱壓力值如下表，平均為31.4Mpa。
　　
　　由于支架工作正常，在生產過程中不用像以往那樣經常停機糊炮處理大塊，同時工作面各種設備也不用頻繁起動，生產處于良性循環狀態，提高了日循環數，達到了日產萬噸的水平，于05年元月9日創造了日產10050噸，目前仍具備日產萬噸能力，若運輸及提升系統正常，該面將真正達到日產萬噸水平。
　　（作者單位：雙鴨山礦業集團東榮二礦）