淺談煤礦大采高綜采工作面頂板管理

陳兵

【摘 要】在常規的綜采工作面頂板管理工作中，通常要求頂板平整完好，不掉頂、不漏頂，其兩側頂板支護也安全可靠。而對于“三軟”煤層而言，科學、有效的頂板控制與管理就是確保其工作面能夠正常回采的關鍵。文章以某礦1121（3）工作面為例，探究綜采工作面頂板的特點及其管理措施，希望對相關工作有所幫助。

【關鍵詞】煤礦；大采高；綜采工作面；頂板管理

頂板管理是大采高工作面回采工作中重要的組成部分之一，也是確保工作面安全生產和管理的關鍵。而1121（3）工作面的煤層賦存狀況屬于典型的大傾角、大采高、多斷層、高瓦斯、“三軟”煤層，地質條件復雜，因此，加強對其頂板管理的研究能夠為類似條件下的煤礦開采工作提高可靠的技術支撐，具有十分重要的指導意義。

一、1121（3）工作面概況

1121（3）工作面位于采區內13-1煤層的第二塊段，工作面面長約200m，回采長度為1672.8m，煤厚2.2～5.5m，平均煤厚4.1m。煤層傾角范圍2～5°，平均傾角為3°，由于結構簡單，雖有局部受到構造影響，但是整體趨于穩定。1121（3）工作面頂底板巖性如表1所示。

1121（3）工作面開采時選用的“三機”配套設備分別為ZZ6000/21/42型液壓支架、MG400/920-WD型采煤機和SGZ800/800運輸機。

二、工作面頂板管理措施

（一）礦壓觀測及預測預報

1121（3）工作面共安裝了136架液壓支架，利用ZYDC-3型綜采液壓支架壓力自記儀來對液壓支架工作阻力進行測定。為確保測定的準確性，在整個工作面布置5條測線，每條測線上都安排兩個測站，能夠有效測出支架前后立柱的初撐力、末阻力和工作阻力等，幫助工作人員掌握工作面頂板壓力大小和支架增阻狀況。在軌道順槽和運輸順槽內每隔3～5m用液壓式單體支柱測壓儀測定單體支柱的工作阻力，上下兩巷各布置3塊壓力表。從而分析頂板初次來壓步距、周期來壓步距等工作面及兩巷礦壓顯現及其變化規律，合理進行工作面及兩端頭管理頂板。頂板壓力出現異常的情況主要有三種：一，工作面遇到了褶曲、斷層等異常構造；二，工作面頂板巖性發生了變化，原有的堅硬頂板轉變為破碎頂板，當頂板有淋水時也會導致壓力異常；三，回采速度放慢，不能按正常循環回采時。除了礦設立的地質預測預報機構，綜采隊安排專人負責此項工作，使頂板管理具有較強的針對性。

（二）回采期間工作面頂板管理

1.常用措施

一，加強對機電設備的管理和檢修，提高開機率，確保工作面快速推進；二，采用追機作業方式，帶壓移架，移架后需要及時進行護幫，局部若出現片幫掉項現象，在抵車后需要及時拉超前支架以支護頂板；三，工作面支架初撐力達到額定工作阻力的80%，泵站壓力不得小于30MPa，使支架有較高的初撐力，減少頂板對煤幫壓力，較好地控制住片幫、掉頂事故。

2.支架管理

由于液壓支架移動時的穩定性較差，因此，在實際生產過程中，需要嚴格控制工作面采向，出現歪架時需要及時利用支架本身的調架千斤頂及DZ-28單體等進行調整，確保支架項粱與工作面頂板之間接觸嚴密；同時，相鄰支架間要做到不擠不咬、錯茬合理并且空隙均勻；此外，端頭支架易發生歪架現象，影響安全生產，對端頭支架增設防倒千斤頂，確保支架處于良好狀態。

3.工作面規格質量管理

嚴格按回采層位組織施工，采高控制在3.8m左右，保持頂、底板平整，回采過程中工作面支架帶線作業，做到煤壁、支架、鏈板機成直線；支架垂直鏈板機、不歪斜。

4.端頭頂板管理

由于受到工作面采動影響，工作面端頭頂板處經常會發生片幫掉頂等問題，因此需要加強對端頭頂板的管理工作。對于跨工作面機頭、機尾，需要用7.0m長11#7-字鋼設雙排挑棚，以機頭、機尾交替邁步的方式前移；對于上下隅角，由于受錨梁網支護影響，收角后上下隅角不能及時充分冒落，超前工作面煤壁5m提前將錨索退錨，在上下隅角切頂線處用單體加補密集切頂點柱，用雙抗袋裝煤將上下隅角充填實。

5.過斷層期間頂板管理

對于1121（3）工作面等“三軟”煤層的過斷層環節，一般借助于功率較大的機電設備來硬過。在這一過程中，由于煤巖結合部頂板管理存在較大難度，因此，除了常規的頂板管理工作，還需要有針對性地采取一些管理措施：一，嚴格控制采高以減少破頂范圍和破項量。當工作面臨近斷層面1Om時，需要提前進入俯采或仰采狀態，以便能夠逐步降低工作面采高，當采高降到2.8～3.2m左右時，進入斷層帶；二，快速擦頂移架，減少空頂時間。拉架時，先降后立柱，再同時降前立柱和移架，待支架移動后，立即將降柱手把扳回零位，使之擦頂移架。工作面頂板破碎段，拉架的錯茬距離不小于15m，以此保證頂板的整體；三，在斷層影響范圍內，需要嚴格進行追機作業，同一階段只準一茬拉架，確保移架時供液系統的液壓能夠有效達到快速移架的要求；四，對發生的頂板事故及時處理。當工作面出現掉研、掉頂現象，應立即處理，防止事故擴大，同時，對片幫掉頂處可適當多進刀，以便及時拉架支護。工作面若發生較為嚴重的冒頂事敵，確實無法推進時，可采取使棚的方法管理煤壁和項板。

6.工作面更換大件時的頂板管理

在為工作面更換大件時，檢修人員通常需要在煤壁附近的支架下進行作業，此時，為確保安全，一方面要求檢修人員具有較強的自我保護意識，不站在架間，并且要時刻注意對頂板及煤壁情況的觀察；另一方面，則是采取一定的措施來加固煤壁和頂板的支護，具體可從以下兩方面入手：一，提前煤機轉移至頂板較為完好處，為支架留出一定步距，然后將半圓木放在護幫板中間，對煤幫進行背幫處理，確保背嚴、背實；二，更換支架項粱、前探梁，需要降下支架，頂板出現較長時間的空頂現象，安全威脅大。采取的做法是在檢修支架的兩端支架上架圓木，提前一至兩個小班開始上圓木，工作面每推進兩刀上一根，圓木合理搭接在兩側支架上，有效支護檢修支架上方頂板。

三、結束語

總而言之，科學、有效的管理措施是克服復雜地質條件帶來種種困難、提高回采效率、實現安全生產的重要前提，而1121（3）綜采工作面技術難度的解決也為綜采技術應用范圍的拓寬提供了良好的思路。相信隨著我國煤礦生產技術與管理水平的不斷提高，大傾角、大采高、“三軟”煤層的開采工作將取得更好地成績，并進一步服務于社會和經濟發展。

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