綜采工作面超前支架控制頂板管理與技術

任曉明（開灤能源化工股份有限公司范各莊礦業分公司，河北 唐山 063109）

綜采工作面超前支架控制頂板管理與技術

任曉明
（開灤能源化工股份有限公司范各莊礦業分公司，河北 唐山 063109）

煤礦頂板事故頻發，傷亡事故一直占煤礦事故首位。頂板事故的發生主要因支護裝備落后、人員違章作業、現場管理不到位等因素引起的，范各莊煤礦通過引進先進超前支架設備、建立管理制度、明確崗位責任、加強現場技術管理等方法，形成了采煤工作面本質安全管理頂板新模式。現場實踐證明該頂板管理模式效果顯著，可為煤礦綜采工作面頂板管理提供借鑒。

綜采工作面；頂板管理；超前支架；本質安全

煤礦頂板事故頻發，傷亡事故一直占煤礦事故首位。如何減少頂板事故是煤礦管理技術人員長期以來一直未能很好解決的問題，范各莊煤礦是開灤集團下屬主要生產礦井，年生產能力480萬t，近年來發生幾起頂板事故，通過分析事故發生原因，得出頂板事故的發生主要因一是支護裝備落后，關鍵部位支護阻力、支護強度不夠，不能有效控制頂板穩定；二是現場人員違章作業，現場操作人員不按指定的回采規程和技術措施施工；三是技術管理人員現場管理不到位等因素引起的。針對上述問題范各莊煤礦通過引進先進的超前支架設備解決頂板支護難題，細化管理制度，加強現場技術管理，形成了一套有效的綜采工作面本質安全型頂板管理模式。可為煤礦綜采工作面頂板管理提供借鑒。

1 超前支架和端頭支架在工作面配備情況

范各莊煤礦于2011年8月與沈陽天安公司合作引進第一套端頭支架和超前支架，在1129N工作面投入使用獲得成功；2012年9月把上超前支架4.5組安裝在3623S綜放工作面；2013年5月又引進上超前支架4.5組與原有端頭支架和超前支架成套使用在3571S工作面。

1129N工作面為一水平、南一采區12煤層工作面，走向長度280m，傾斜長度135m，煤層平均厚度3.0m，平均傾角13°，2012年3月底正式投入生產。工作面端頭支架：ZT2*10000/19/35共1組，上下超前支架：ZT2*4000/18/35共6.5組。

3623S綜放工作面為三水平、南六采區12煤層工作面，走向長度852m，傾斜長度187m，煤層平均厚度6.3m，平均傾角9度，2012年9月正式投入生產。工作面上下端頭支架：ZF8000-20/35共7組，上超前支架： ZT2*4000/18/35共4.5組

3571S工作面為三水平、南五采區7煤層工作面，走向長度1058m，傾斜長度180m，煤層平均厚度3.0m，平均傾角7度，工作面下端頭液壓支架：ZY6400-17/35下端頭支架3組，上端頭支架：ZT2*10000-19/35共1組，上下超前支架：ZT2*4000/18/35共6.5組。

超前支架的選型主要根據礦井以往礦壓監測數據確定，范各莊煤礦工作面超前支承壓力集中系數在2-3之間，上下端頭三角區支承壓力較大。ZT2*10000/19/35型端頭支架工作阻力達到了10000kN，支架工作面阻力監測結果，來壓期間支架工作阻力達到了8550kN，現場支架工作阻力為額定工作阻力的85.5%，支架在合理的工作區間工作。而3623S 因埋深較淺使用了阻力較小的ZF8000-20/35端頭支架。ZT2*4000/18/35型額定工作阻力為4000kN，現場通過支架壓力表監測支架工作面阻力得出，來壓期間上下超前支架工作阻力分別達到了3202kN和2875kN，現場支架工作阻力為額定工作阻力的80.5%和71.8%，超前支架也能夠滿足有效控制頂板的要求，另外下超前壓力小于上超前支承壓力。

2 技術管理方法

（1）管理規章制度

范各莊礦建立健全了頂板管理制度，細化分工明確了責任。成立頂板領導小組，負責頂板管理，負責督導頂板管理工作的落實和進展。在分線副經理領導下對所轄生產單位進行頂板檢查及具體的技術、業務指導。基層單位成立以區長牽頭，副職及班組長、群監員為骨干的頂板管理隊伍，形成較為健全的頂板管理體系。

（2）安裝管理創新

工作面安裝“三同步”，即安裝與調試同步；安裝與安全設施同步；安裝與質量標準化達標同步。要求將管理關口前移，把安裝工程作為采區質量標準化工作的源頭，本著“上道工序為下道工序服務”的原則，深入推進回采質量標準化標準在現場的落實。安裝區隊確立更高層次的服務理念，真正將采區作為自己的“用戶”，交付精品工作面。組織采區介入安裝，相互溝通、查找、解決影響生產的問題，實現無縫銜接。

（3）打造精品作業線，提升質量標準化水平

頂層設計，通過組織推動、標桿引領、問題管理、服務保障、活動推進、考核機制，實施“六位一體”考核機制。制定、統一、落實、提升標準，推進質量標準化工作由表及里向深入發展，建立健全綜采工作面質量標準。每月一個主題對標現場會，推進亮點工作，如支架管路吊掛現場會；絞車護板及皮帶跑偏輥現場會；上下機頭、轉載機電纜吊掛現場會；上下超前、三機電纜小線吊掛現場會；皮帶運輸系統質量標準化提升現場會；新安工作面皮帶機頭打水泥地面和水溝現場會等。

3 效果分析

通過引進新設備和細化頂板管理，在工作面頂板管理主要體現在以下三個方面：一是減人提效：取消了傳統掏、縮、拉工藝，簡化操作環節，上下超前只需一人操作，每個生產班節約3-5人；二是增大支護強度，目前的超前支架支護強度是普通水柱支護強度的2.65倍，有效的保證了頂板的支護強度，提高了安全系數；三是解決風道超前壓力，避免二次清臥。

結語

范各莊煤礦通過引進先進的超前支護支架和細化崗位責任、現場管理創新等頂板管理方法有效的控制了工作面頂板穩定，已經完成試驗了三個工作面，在安全、節約成本、工藝優化等方面均體現出了較好的應用效果。目前井下四個工作面在推廣應用。為類似綜采工作面頂板管理提供了借鑒。

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[2] 馬世軍.淺談煤礦綜采工作面頂板管理[J].中國科技縱橫，2011（06）：212. [3] 梅文澤.綜采工作面復合破碎頂板管理技術研究與應用[J].煤礦現代化，2008 （03）：31-32.

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