永紅煤礦采煤工作面頂板控制研究

王軍杰

(沁和能源集團 永紅煤礦，山西 沁水048205)

1 概況

根據山西省煤炭資源整合和有償使用工作領導組辦公室文件，晉煤整合辦核〔2006〕16 號文“關于晉城市沁水縣煤炭資源整合和有償使用工作方案的核準意見”，沁水縣永紅煤礦屬單獨保留礦井。2007 年12 月，山西省國土資源廳為該礦換發了采礦許可證，證號為1400000720422，批準開采3、9、15 號煤層，生產規模900 kt/a，井田面積8.517 km2;2008 年1 月，山西省煤炭工業局為其換發了煤炭生產許可證，證號為201405210231，生產能力為840 kt/a。2008 年1 月，山西省煤炭工業局以晉煤行發〔2008〕59 號文“關于批準沁和能源集團有限公司永紅煤礦等18 座礦井進行機械化升級改造的通知”，批準該礦井進行機械化采煤升級改造。同時，生產能力由900 kt/a，擴大到1 200 kt/a。沁和能源集團有限公司永紅煤礦位于晉城市沁水縣東南部沁水縣城東南直距35 km 的嘉峰鎮南，沁河西側，其行政區劃受沁水縣嘉峰鎮管轄，屬沁水縣縣營股份制企業。

2 支架布置形式

2.1 工作面的支架布置形式

工作面采用ZZ4400/17/35 型支撐掩護式液壓支架支護頂板，其中1#、2#、3#架為前端頭過渡支架，最后三架為后端頭過渡支架，端頭架比工作面支架長600 mm，工作面支架的最小控頂距為4 200 mm，最大頂距為4 800 mm。

2.2 正常工作時期的頂板管理

1)采煤機割煤后，及時采用帶壓擦頂的方式追機移架支護。采煤機雙向割煤時，追機移架、移溜;采煤機單向割煤時，采煤機下行割煤追機移架，采煤機空刀上行追機移溜。移架滯后采煤機后滾筒3～5 m，移溜滯后采煤機10～15 m。

2)移架與采煤機后滾筒的懸頂距離超過10 m 或發生片幫冒頂時，必須停止采煤機進行支護、處理，同時要將煤溜與采煤機停電閉鎖。

3)頂板破碎或片幫時，必須緊跟采煤機前滾筒或人工操作超前移架。當發現片幫嚴重時，不等采煤機割煤就進行移架，然后再進行其他操作，工藝為移架—割煤。

4)移架時必須2 人以上作業，其中1 人在架內操作，操作時注意觀察頂板、煤壁及支架直線情況;另1 人站在相鄰支架的安全地點觀察支架的移動情況，及時通知操作者調整支架。移架后要及時升架支護頂板，支架初撐力不得低于泵站輸出壓力的80%(24 MPa)。

5)移架要按順序進行，不得擅自調整和多頭操作。架前冒落要先交錯移架控頂，移架受阻時必須查明原因，不得強行操作。嚴禁隨意拆除和調整支架上的安全閥。

6)頂板破碎時，必須在架頂鋪網或架木梁、打撞楔等進行超前支護，嚴防架前冒頂。移架支護要及時，防止長時間空頂。工作面出現冒頂時，要及時用木料接頂，并升實支架。

7)支架端面距不得＞300 mm。工作面傘檐長度＞1 m 時最大突出部分不超過200 mm;傘檐長度在1 m 以下時最突出部分不超過250 mm。

8)頂板冒落導致支架頂部空頂時，必須在支架頂部架木垛接實頂板。保證支架頂梁平整，其最大仰(俯)角不大于7°(即支架頂梁前后水平落差不大于400 mm)，相鄰支架錯差不超過頂梁側護板高得2/3，支架立柱的活柱伸縮量不得小于300 mm，當支架實際參數不符合上述規定時，應當報告帶班長采取措施。

9)液壓支架要排成一條直線，架中心距誤差不超過100 mm，架間隙不超過200 mm，立柱前后偏差不超過±50 mm，側護板正常使用，支架不超高使用。工作面支架嚴禁歪斜和咬架、擠架，否則要及時調整。

10)工作面應達到動態的質量標準化要求，確保“三直、二平、一凈、二暢通”的質量要求。即支架直、煤溜直、煤壁直;頂板平、溜子中部槽接口平;浮煤凈;上下出口暢通。

2.3 特殊時期的頂板管理

1)割煤后及時帶壓擦頂移架，移架時少降快拉、步距夠，支架升起后有足夠的初撐力。片幫嚴重地段，在保證有足夠采高情況下，及時超前、錯步移架，嚴防架前冒頂。同時加快推進速度，減少空頂時間。

2)加強上下出口端頭支護，及時移支，盡量減少空頂面積，嚴防冒落、片幫及破壞原支護。端頭支護杜絕漏液、失效支柱，超前支柱必須達到額定初撐力不低于90 kN(11.4 MPa)，對卸載柱必須及時更換或補打。

3)工作面冒頂時必須及時停止刮板輸送機，先對冒頂地段兩端的支架移支，控制冒頂范圍，不使其進一步擴大。

4)冒頂地段的兩端得以控制且確認頂板穩定后，在班組長或有經驗的老工人監護下，架設小木垛或用撞楔法等及時勾頂。冒頂區，頂板破碎區盡可能減少支架反復升降次數。嚴禁空頂作業，處理冒落區時，人員要站在支架完整的安全地點。

5)及時檢修處理支架漏、竄液現象。安全閥漏液或超過支柱阻力不泄液時，必須及時檢修或更換，保證支架高度，嚴防支架壓低或被壓死。

6)工作面超前壓力大時，必須對所有支柱進行二次注液，確保支柱達到初撐力。

3 停采前的頂板管理

1)工作面停采線設計位置距口部70 m 處。

2)當工作面回采至停采線50 m 時，由礦部組織生產科室和相關管理人員到現場進行勘察，根據現場實際情況制定切實可行末采措施和回撤的施工方案。

4 初次來壓和周期來壓時期的頂板管理

1)保證泵壓在30 MPa 以上，管路無漏、竄液。支架支柱達到初撐力。

2)機組割煤后及時移架，盡量減少頂板空頂時間。

3)端頭及超前支護所有單體柱確保初撐力達到90 kN(11.4 MPa)。

4)工作面要備齊足夠的支護材料，備用材料短缺后必須及時進行補充。

5)提前對兩巷超前支護以外的巷道進行加固支護，加強日常檢查維護。

5 結語

綜上所述，本文以采煤工作面回采的不同時期，科學分析并合理制定了頂板控制方法及要求，確保了礦井采煤工作面頂板管理的長治久安。