綜采工作面末采頂板控制技術(shù)問題研究

郭世前

太原煤炭氣化(集團(tuán))有限責(zé)任公司嘉樂泉煤礦 山西太原 030204

1 末采頂板事故發(fā)生的根源分析

1.1 末采期間推進(jìn)速度慢

當(dāng)工作面推進(jìn)不斷減速，就為老頂破斷下沉留下了足夠的時(shí)間，使得推進(jìn)當(dāng)中頂板沉降加劇，甚至還會造成壓架問題。例如，該礦41107面末采掛網(wǎng)以后，因沒有做好相應(yīng)的設(shè)備檢修工作，使得故障屢次發(fā)生，再就是受到掛網(wǎng)的作用，兩天之內(nèi)僅僅割2刀半，最終使得礦壓顯現(xiàn)加劇。該礦33209面一天總計(jì)掛網(wǎng)兩茬，施工非常緩慢，導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)加劇。

1.2 末采期間工程質(zhì)量不高

如果工作面頂?shù)装迤鸱容^明顯，影響到支架架型，前梁不接頂，增大梁端距，并導(dǎo)致架前冒頂?shù)目赡苄蕴岣?；如果其采高不科學(xué)，會造成支架局部位置受到的作用力太高，從而對支撐效果產(chǎn)生負(fù)面作用。例如，該礦41107面壓架前工程質(zhì)量相對較差，使得采高提前降低等。

1.3 回撤通道不科學(xué)

該礦41107工作面回撤通道來壓時(shí)，斷層的部位礦壓顯現(xiàn)比較突出，落差最高值與最低值分別為99米與38米。地表不平整決定著礦壓顯現(xiàn)情況[1]。所以，在布置回撤通道過程中，盡量不要經(jīng)過那些起伏比較大的位置、上面存在大量煤柱的部位等。

1.4 回撤通道圍巖不牢固

該礦41107工作面施工到離回撤通道大約6m的時(shí)候，受壓力的作用。這個部位煤層里面具有大約0.27米厚的泥巖夾矸，另外，煤層中含水，泥巖遇到水以后會發(fā)生泥化，然后發(fā)生變形，同時(shí)在風(fēng)干后還會龜裂，易出現(xiàn)片幫現(xiàn)象。頂板來壓時(shí)，塑性區(qū)恰恰處在夾矸的弱面中，當(dāng)工作面貫通的時(shí)候，易導(dǎo)致網(wǎng)片、錨桿被破壞的問題。

2 末采頂板控制對策

2.1 工作面末采和支架回撤安全技術(shù)策略

工作面接近回撤時(shí)采高相對較低，掛網(wǎng)工序相對復(fù)雜，而且推進(jìn)速度也不快。因此，結(jié)合41107綜采面回撤時(shí)壓架冒頂問題，采取以下措施：①取消工作面和回撤通道之間的調(diào)節(jié)巷；②提高回撤通道的高度，保證支架活柱的行程，切忌以降低采高的方式在回撤時(shí)來貫通；③布置回撤通道時(shí)要沿底板掘進(jìn)，即將回撤之時(shí)，工作面要沿著底板割煤，充分保證工作面接底貫通；④掛網(wǎng)位置要根據(jù)頂板來壓情況來確定，不能根據(jù)柔性網(wǎng)長度來對掛網(wǎng)位置進(jìn)行設(shè)定，換言之就是確保掛網(wǎng)時(shí)頂板沒有來壓；⑤通過更換立柱安全閥提高支架阻力，務(wù)必要對支架2個立柱同時(shí)更換，切忌只更換一個，以此保證支架頂梁受力均勻，提高支護(hù)效果；⑥正常情況下，工作面回撤時(shí)在貫通前3-15m的地方進(jìn)行，但實(shí)際要根據(jù)來壓位置和來壓步距確定。

2.2 計(jì)算讓壓位置以及預(yù)測擬合

通過工作面平均來壓步距能夠?qū)ο麓蝸韷旱奈恢眠M(jìn)行預(yù)測，但是不能準(zhǔn)確預(yù)測周期來壓步距，因覆巖的情況、煤層變化情況發(fā)生相應(yīng)改變，但規(guī)律不太明顯，一般末采貫通前按照之前的數(shù)據(jù)推測會出現(xiàn)一定的偏差[2]。鑒于此，觀測末采貫通前≤50m范圍的支架壓力，旨在對來壓實(shí)際情況進(jìn)行分析，證實(shí)上述計(jì)算的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否。需要指出的是，在接近停采線前，工作面一定要放緩?fù)七M(jìn)的速度，對來壓位置要提前進(jìn)行預(yù)測，然后對比實(shí)際記錄到停采線前周期來壓步距，在實(shí)際的測試范圍里，一共有3次來壓顯現(xiàn)。工作人員準(zhǔn)確預(yù)測了工作面回撤階段的來壓情況，采取有效的支護(hù)方式確?；爻窌r(shí)候工作面的安全。工作面回采等壓煤柱設(shè)置的實(shí)際寬度為7.5m，支架立柱的回縮量比較小，工作面來壓距離停采線1.4m結(jié)束。

2.3 末采生產(chǎn)管控方面

首先，讓壓開采，無壓貫通。末采期間，預(yù)先分析周期來壓步距、長度等相關(guān)情況，適當(dāng)對推進(jìn)快慢進(jìn)行調(diào)整，確定更加良好的停采部位，以此調(diào)整頂板周期破斷步距，實(shí)現(xiàn)無壓力貫通。例如，該礦33209工作面在離回撤通道大約98米的時(shí)候，認(rèn)真觀測礦壓數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，來壓步距均值大約是12米，持續(xù)長度約3.9米。當(dāng)施工到離主回撤通道7米的時(shí)候停采（7小時(shí)）讓壓。然后接著推進(jìn)，3刀后支架壓力大幅降低。從而使得回撤過程中避開了來壓的作用。其次，加速末采推進(jìn)。該礦41107工作面與33209工作面末采推進(jìn)比較緩慢，影響頂板事故有所增加。所以，今后應(yīng)當(dāng)采用諸多措施與技術(shù)，加速末采。這樣可以通過柔性網(wǎng)進(jìn)行護(hù)頂。其網(wǎng)片強(qiáng)度較高，一次性鋪設(shè)，同時(shí)無須進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，降低了停機(jī)掛網(wǎng)時(shí)間，明顯改善效率。截止現(xiàn)在，該方法已經(jīng)非常普及。末采前，綜采隊(duì)認(rèn)真編制相應(yīng)的檢修計(jì)劃，嚴(yán)格進(jìn)行檢修。再次，確保末采采高的科學(xué)性[3]。末采期間，采高與礦壓顯現(xiàn)存在正相關(guān)性。所以，合理的采高，能明顯降低礦壓顯現(xiàn)程度。并且還需要為支架提供相應(yīng)的下縮量，有效緩解頂板突然下沉造成的負(fù)面作用。

3 結(jié)語

（1）該礦很多工作面都應(yīng)用到了讓壓開采技術(shù)，目的就是確?；卷斈軌蜻_(dá)到提前回轉(zhuǎn)，頂板來壓提前，且來壓持續(xù)長度減小，避免工作面和主回撤通道貫通時(shí)來壓。（2）通過分析工作面末采階段周期來壓規(guī)律和現(xiàn)場來壓情況，探討工作面末采推進(jìn)到讓壓位置時(shí)，如果工作面將要來壓，就一定要采用讓壓策略；如果工作面沒有來壓并且讓壓之后也仍舊不來壓，就增加了工作面回撤時(shí)的危險(xiǎn)性，就得加強(qiáng)對回撤通道的支護(hù)，避免發(fā)生事故。