淺談采煤工作面片幫冒頂原因及控制

魚朋+岳林

摘 要：本文章通過對(duì)下峪口煤礦21212工作面片幫、冒頂?shù)脑蜻M(jìn)行分析，提出片幫冒頂?shù)目刂拼胧ＷC了以后工作面的安全回采工作。

關(guān)鍵詞：采煤工作面；片幫冒頂；安全回采

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.068

0 前言

下峪口21212工作面位于礦井二水平2-1采區(qū)上山翼，北翼回風(fēng)大巷至一水平邊界煤柱，即泗州廟村莊保護(hù)煤柱之間，開采地質(zhì)條件復(fù)雜，煤壁片幫冒頂事故頻發(fā)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的隱患并影響工作面的正常推進(jìn)。通過對(duì)工作面片幫、冒頂?shù)脑蜻M(jìn)行分析，制定煤壁片幫冒頂?shù)目刂拼胧ＷC了工作面的安全回采。

1 工作面概況

21212工作面進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)順槽長(zhǎng)580m（可采長(zhǎng)度532m），工作面寬160m，本工作面2#煤厚0.2—2.9米，平均煤厚1.0米。該工作面回采區(qū)域總面積為125280m?，薄煤區(qū)面積約為12028m?，薄煤區(qū)面積占總面積的9.6%，煤層可采指數(shù)為91%。

采煤工藝為傾斜長(zhǎng)臂綜合機(jī)械化后退式俯斜采煤，全部垮落法管理頂板。

工作面主要設(shè)備：液壓支架（中架）ZY3600/07/15 、液壓支架（端頭）ZY3800/11/19工作面溜子SGZ730/320、轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ730/160、進(jìn)順皮帶DSJ—1000/630/2×75、采煤機(jī)MG2×160/710—AWD、液壓泵站BKW125/31.5。

2 工作面片幫、冒頂機(jī)理

隨著工作面的推進(jìn)，煤壁在支承壓力作用下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。水平應(yīng)力迅速減小，垂直應(yīng)力急劇增大，使煤體內(nèi)原有的節(jié)理裂隙增大并產(chǎn)生新的裂隙。隨著老頂?shù)闹芷谛詳嗔眩?dāng)支承壓力達(dá)到一定值后，節(jié)理裂隙較大的煤壁加劇破壞，從而造成煤壁片幫。

冒頂是煤壁片幫后續(xù)的礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象。片幫以后，加大支架與煤壁之間的端面距，無(wú)支護(hù)空間擴(kuò)大。當(dāng)直接頂比較破碎時(shí)，支架頂梁不能完全很好的接觸頂板，支架初撐力較小，造成頂板離層，并且直接頂巖層由于裂隙的存在，其抗拉強(qiáng)度也大幅降低，當(dāng)支護(hù)不及破碎頂板就要冒落，造成冒頂。

3 工作面片幫、冒頂影響因素分析

3.1 地質(zhì)構(gòu)造

21212工作面總體呈傾向近w，走向N-S，傾角2°-7°，平均4°單斜構(gòu)造。工作面地板起伏較大，煤層頂、底板層滑構(gòu)造發(fā)育，巖體破碎。回采生產(chǎn)受斷層構(gòu)造、滑層構(gòu)造和沉積構(gòu)造影響，共揭露薄煤區(qū)7個(gè)，斷層構(gòu)造6個(gè)，對(duì)回采最有影響的斷層f5，斷層產(chǎn)狀：走向205°、傾向295°、傾角36°、落差2.2m，對(duì)工作面影響90m左右，對(duì)回采形成巨大影響。

3.2 鄰近工作面采動(dòng)

21212工作面開采前，相鄰工作面21210已經(jīng)回采完畢，其中21212運(yùn)順與21210采空區(qū)只有1.5m寬的柔模墻，迫使壓力集中到柔模墻和21212工作面，從而使工作面頂板壓力增大，頂板從煤壁前方斷裂，造成其前方煤壁出現(xiàn)塑性變形和破壞，進(jìn)而引發(fā)煤壁片幫。

3.3 周期來(lái)壓

采煤工作面在推進(jìn)過程中，老頂將其自重及上覆巖層載荷通過懸臂直接傳遞給煤壁，在這種壓力的作用下，煤壁甚至煤壁內(nèi)發(fā)生折斷和跨落，造成煤壁片幫，而煤壁片幫后，煤幫無(wú)法支撐頂板，造成冒頂。

3.4 支架初撐力不夠時(shí)

采煤工作面液壓支架和煤墻同時(shí)頂板的壓力，當(dāng)液壓支架初撐力達(dá)不到要求時(shí)，來(lái)自頂板的壓力就會(huì)集中到煤墻，當(dāng)壓力超出煤墻的承受能力時(shí)，煤壁就會(huì)發(fā)生片幫，進(jìn)而發(fā)生冒頂。

液壓支架初撐力不夠主要有以下原因：

（1）乳化液泵壓力達(dá)不到規(guī)程要求。

（2）液壓支架漏液竄液嚴(yán)重。

（3）供液時(shí)間短液壓支架沒有完全接實(shí)頂板。

（4）供液系統(tǒng)的壓力損失過大。

3.5 采煤機(jī)運(yùn)行速度快

采煤機(jī)運(yùn)行速度快，移架速度不及時(shí)，使暴露的頂板不能被及時(shí)的有效支護(hù)，使壓力向煤壁轉(zhuǎn)移，也可能導(dǎo)致煤壁片幫。

4 工作面片幫、冒頂控制措施

根據(jù)21212工作面具體條件，對(duì)煤壁片幫冒頂影響因素分析，提出了以下控制工作面煤壁片幫冒頂措施.

4.1 保證支架初撐力

（1）乳化液泵站部件完好，各管路不漏液。（2）工作面泵站壓力不小于30 MPa，支架的初撐力不低于24Mpa，乳化液濃度3%～5%，并經(jīng)常用手持式折射儀檢查配比濃度，乳化液泵站司機(jī)，必須堅(jiān)持使用乳化液自動(dòng)配比裝置，保證泵站壓力達(dá)到規(guī)程要求。（3）加強(qiáng)檢修，供液管路不得有漏液、竄液現(xiàn)象，損壞元件要及時(shí)更換。（4）升架時(shí)，必須保證充足的時(shí)間。

4.2 合理控制工作面采高

合理的工作面采高，防止因采高過大發(fā)生煤壁片幫冒頂。工作面采高應(yīng)控制在1.3m。

4.3 帶壓摩擦移架

當(dāng)采用正常操作程序降架移架，很難保持破碎頂板的完整性，所以應(yīng)采用帶壓摩擦移架增強(qiáng)頂板與支架頂梁的摩擦阻力，使頂梁貼著頂板擦頂前移，這樣頂板不會(huì)出現(xiàn)明顯松動(dòng)。

4.4 加快推進(jìn)速度

加快工作面推進(jìn)速度，可以減少超前支護(hù)壓力對(duì)煤墻的影響，從而可以減小煤壁裂縫，片幫程度。

4.5 提高支架初撐力和工作阻力

提高液壓支架的初撐力可以減小頂板的破碎度和維護(hù)頂板的完整性，避免了煤壁片幫冒頂?shù)陌l(fā)生。現(xiàn)場(chǎng)管理中要保證支架的初撐力。 （1）升支架時(shí)保證足夠的時(shí)間，使支架的初撐力不低于24MPa。（2）在日常生產(chǎn)中，要加強(qiáng)對(duì)液壓設(shè)備的管理與維修，杜絕液壓管路出現(xiàn)的漏液竄液現(xiàn)象，損壞的液壓元件要及時(shí)更換，保證泵站壓力不低于30Mpa，乳化液濃度不低于3%～5%。

4.6 回采過程中及時(shí)拉移超前架

在頂板破碎的情況下，及時(shí)拉移超前架，降低支架前梁至煤壁的端面距，以控制頂板。同時(shí)保證支架初撐力，防止空頂時(shí)間長(zhǎng)而導(dǎo)致漏頂或冒頂。

4.7 人工開幫超前維護(hù)

若工作面頂板極為破碎時(shí)，停止用采煤機(jī)割煤，人工超前開幫維護(hù)。首先采用人工鎬鍬進(jìn)行開幫，然后在煤墻挖梁窩，將圓木一端搭在支架前梁上，另一端放入到梁窩內(nèi)并用液壓?jiǎn)误w支撐（圓木必須頂實(shí)煤墻），每臺(tái)支架兩個(gè)鐵腿抬棚，然后圓木、芭棍、板皮、芭片等剎頂背幫。

5 結(jié)論

通過下峪口煤礦21212采煤工作面實(shí)施以上所述防治片幫冒頂?shù)拇胧行Э刂屏嗣罕谄瑤秃兔绊斒鹿实陌l(fā)生，保證了工作面的快速推進(jìn)，而且有效的控制了不安全的事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了工作面安全高效回采。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建宇，王驚璽.綜采工作面冒頂原因及預(yù)防處理[J].煤炭工程，2016（S1）.

[2]張龍.綜采大傾角工作面局部片幫冒頂原因分析及其控制[J].煤， 2009（05）.

作者簡(jiǎn)介：魚朋（1990-），男，陜西韓城人，本科，中共黨員，技術(shù)員。endprint