“孤島”仰采面片幫掉頂管理淺析

摘要：通過對仰采工作面片幫掉頂超前進行管理，加快了工作面推進度，避免了煤柱損失，實現資源的最大回收；工作面設防矸網、防矸鏈，解決了仰采工作面片幫掉頂飛矸傷人問題。

關鍵詞：綜采工作面；孤島；片幫；掉頂

一、提出背景

楊莊煤礦NⅡ528綜采工作面，走向長1260m，傾向長175m，工作面煤厚2.8～3.6m，平均3.3m，仰采角度30～12°，平均6°。頂板為0.77～12.0m黑色泥巖，平均厚6m，底板為0.79～1.54灰色泥巖，平均1.5米。工作面為單體斜構造，煤層走向變化不太大。地質構造簡單，整體構造為一單斜構造，煤層局部夾有泥巖。工作面在掘進過程中共揭露8條斷層，落差1.4～4.4m。工作面采用ZZ7600/20/40型支架支護頂板，共116架，支架初撐力6970KN，適應采高2.2-3.8m，適應傾角<20°。機巷采用一組ZTZ30000/19/35型端頭支架支護下出口。

工作面從3月15日回采至今，多次發生片幫掉頂事故，嚴重影響安全生產，為了有效杜絕這一安全隱患，需要采取措施防止工作面片幫掉頂。

二、片幫掉頂原因分析：

1、NⅡ528工作面東為NII529工作面（已采），西為NII520工作面（已采），是典型的孤島面，煤壁及兩巷受采動影響礦壓顯現明顯。

2、工作面走向420m內仰采角度較大，平均10°。

3、工作面煤層松軟，工作面遇斷層及構造時易發生片幫、掉頂現象。

4、工作面支架為NⅡ529工作面整體移架過來，沒有升井進行大的檢修，推移千斤頂損壞較多，影響工作面推進度。尤其在初放期間，因老塘冒落不實，片幫掉頂后，支架不能有效支護頂板及抵不動運輸機加劇工作面片幫掉頂。

5、煤層存在夾矸，且夾矸為極松軟的泥巖，厚度變化較大，夾矸厚度0-2.2m，直接頂為泥巖，易掉落。

三、片幫掉頂的影響：

㈠增加事故率

1、工作面片幫掉頂，人員進入煤壁進行管理，易受到再次掉頂造成飛矸、竄矸傷人。

2、支架易歪架形成超過200mm的架間距，人員在架間行走時易掉矸傷人。

3、掉落運輸機里的貨多，易壓車。

4、瓦斯瞬間涌出，造成瓦斯超限。

NⅡ528工作面自2014年3月15日回采至6月20日，因片幫掉頂飛矸傷人出現4例工傷、2次瓦斯超限、15次壓車事故。

㈡造成經濟損失

1、片幫掉頂影響推進度，減小出煤量。

2、管理片幫掉頂，減小采高，降低回采率。

3、機電設備損壞多。

NⅡ528工作面設計月產量12萬噸，3月15至6月20日合計出煤19萬噸，虧產17萬噸。設計采高3.3米，實際采高2.8米，漏采2.7萬噸原煤。因壓車運輸機電機燒壞電機2部，升井檢修、更換推移千斤頂200個，直接經濟損失40萬。通過調查發現一起飛矸傷人輕傷事故的直接經濟損失約為10萬元，間接經濟損失（按損失工作日100個，每個工作日工資150元計算）約為150×100=1.5萬元。

四、針對以上分析的危險因素、觸發事件，制定了相應的對策措施：

1、工作面回采期間，控制采高2.8m，煤機司機注意頂板情況，盡量提車跟頂板推進。

2、工作面遇斷層及構造時，超前斷層及構造揭露處，加固頂板及煤壁，從源頭控制煤壁片幫、掉頂。在超前揭露處的頂板，每三架斜補打一排順山錨索進行加強支護（錨索鋼絞線與頂板成75°夾角，頂板較好處可選擇使用鐵錨桿），錨索配合鐵蓋板支護，錨索規格為Ф17.8×3.5m，每孔采用三節Z2550中速樹脂藥卷加長錨固，錨索外露長度不大于350mm不小于150mm，超長部分用液壓截割器將多余的鋼鉸線截去，以防傷人。然后在煤壁處補打兩排MSL20/18F樹脂錨桿配合木錨桿盤（木錨桿盤規格：長×寬×厚=600mm×300mm×50mm）進行加固煤壁，每架三顆，采用倒三角布置，第一排錨桿距頂板400mm，第二排位于支架正中間，錨桿株、排距均為800mm，錨桿初錨扭矩≮200N·M，錨固力≮60KN，錨桿外露長度20-40mm，錨桿角度≥75°，錨固劑采用Z2550型樹脂卷，每眼孔用2卷。

3、當工作面斷層及構造處已發生煤壁片幫、掉頂時，人員應從未掉頂處向已掉頂處且由上向下進行管理。先人工穿插梁進行頂板管理，待頂板管理好后，再在煤壁和頂板處補打錨桿及錨索，對煤壁和頂板進行加強管理。

4、片幫掉頂嚴重段，嚴禁使用煤機割煤。采用人工采煤，人工采煤時采用Φ200適當長半圓木配合單體挑一梁兩柱傾向棚進行臨時支護。

5、工作面設防矸網、防矸鏈

①工作面機頭至機尾設防矸網，防矸網沿傾向將人行道與煤壁隔開，防矸網上面吊掛在支架頂梁上，下面拴在運輸機導向桿上。

②工作面每10架設一處防矸鏈，機頭處設護身板。

6、正確使用支架

①工作面支架采取超前支護頂板方式，移架時，適當帶壓移架，移架后及時伸出伸縮梁和防片幫。

②嚴禁支架出現立柱自動下降及管路系統的跑、冒、竄、漏、滴液現象，且支架工每次移架后必須保證支架初撐力≮24MPa /架。

③拉架時需調整工作面支架狀態，防止出現擠架、爬架等現象，確保工作面支架正常拉移。

④工作面拉移支架時要先降前立柱，降至與后立柱一齊時再稍降后立柱，升架時先升后立柱再升前立柱。

⑤若支架間距大于200mm，及時用塘柴配合笆片進行過頂。

⑥減少抬底千斤頂的使用，避免支架推移千斤頂受到損壞。

6、加強設備檢修，對損壞的的推移千斤頂及時更換，增加開機率。

7、由于工作面兩側為采空區，巷道礦壓顯現明顯，脹幫底鼓嚴重，需對機巷進行刷幫臥底，以便于端頭支架的拉移，減小因端頭支架拉移困難而影響推進度。

8、現場管理

①強化現場操作管理，使各項工序程序化，標準化。

②加強職工安全培訓，建立跟班干部責任制度。

五、管理效果：

1、事故率降低為零，更為重要的是，通過措施的實施，為職工創造了安全的工作環境，提高了職工的工作效率。

2、6月21日至7月10日，工作面推進92米，是3月15至6月20日平均推進度的2.1倍，大大提高了生產效率；采高增加0.5m，增加回采率15%。

3、解決了楊莊煤礦仰采工作面片幫掉頂飛矸傷人問題，通過研究活動的開展，單位干群分工協作，充分發揮了各自的主觀能動性，提高了團隊共同奮進的能力，學習到了解決實際問題的方法。

參考文獻：

[1]徐永圻.煤礦開采學（修訂本）.徐州：中國礦業大學出版社，1999

[2]國家安全生產監督管理局，國家煤礦安全監察局.煤礦安全規程.北京：煤炭工業出版社，2004