井下采掘工作面的顶板支护管理.pdf

2 0 1 4年第 1期 东娃蔗 甜技 2 3 井下采掘工作面 的顶板支 护管理 肖海滨 汾 西矿 业集 团公 司中兴煤业 ， 山西 交城0 3 0 5 0 0 摘要 井下巷道掘进 时的顶板 支护管理是煤矿安全 生产的一项重要 工作 内容 ， 做好顶板管理工作有 利于保证煤矿 生产的顺 利进行和生命财产安全。 因此 ， 笔者通过 多年 工作 经验 来探讨进一 步加强顶板 支护管理 工作 ， 从 而提 高煤矿企业的综合效益。 关键词煤矿巷道掘进顶板支护 管理 中图分类号T D 3 5 3 文献标识码 C d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． O 1 ． 1 l Roo f Su ppo r t M a nag e m e nt Dur i n g Un de r g r o un d Dr i v a g e Xi a o Ha i b i n F e n Xi mi n i n g g r o u p c o mp a n y Z h o n g x i n g mi n e ，J i a o c h e n g S h a n x i P ． C ．0 3 0 5 0 0 Ab s t r a c t T h e u n d e r g r o u n d d fi v a g e o f r o o f s u p p o r t ma n a g e me n t i s a n i mp o r t a n t c o n t e n t i n c o a l mi n e s a f e t y p r o d u c t i o n ， t o d o a g o o d j o b o f r o o f m a n a g e m e n t t o e n s u r e t h e s m o o t h p r o g r e s s o f c o a l m i n e p r o d u c t i o n ，t o e n s u r e t h e s af e t y o f p e o p l e ’ S l i f e a n d p r o p e rt y ． T h e r e f o r e ， t h e a u t h o r t h r o u g h y e a r s o f w o r k e x p e r i e n c e t o e x p l o r e f u rt h e r s t r e n g t h e n ma n a g e men t o f r o o f s u pp o rt，S O a s t o i mp r o v e t he c o mp r e he n s i v e b e n e fit o f c o a l e n t e r pr i s es ． Ke y wo r d s c o a l mi n e r o a d w a y t u n n e l i n g r o o f s u p p o rti n g ma n a g e me n t 据有关资料统计分析， 在我 国煤矿生产众多的 事故 中， 顶板事故 比较多 ， 每年 因顶 板 问题 导致 安全 事故的发生概率相 当高。并且所引起的伤亡也是较 大的。笔者根据近十年来各类矿井事故资料统计分 析 ， 其 中顶板 事故 占整 个煤 矿事 故 的 6 5 ％ 以上 。因 此 ， 若想控制煤矿事故的发生概率 ， 顶板支护管理是 控 制的重点 。 1 顶板支护管理的必要性 从众多顶板 事 故 中可 以看 出 ， 有很 多 都 是 因管 理人员疏于管理所造成的， 所以笔者认 为加强顶板 支 护管理是矿井生 产安全 的一个 重要举 措 。在 巷道 开 掘之后 ， 围岩 的平衡 被外 力所破 坏 ， 围岩 里 的各方 向应 力就会进 行重 新 分 布 ， 如 果工 作 人员 在 此 时不 对其进行支护， 就可能会 出现安全问题。笔者根据 多年矿井下工作经验认为， 施工人员在掘进开采之 后 ， 很快 地对顶板进行 支护 管理 ， 就 能避免 因 围岩失 衡引起破坏事故， 最终保证施工安全。 收稿 日期2 0 1 30 92 9 作者简 介肖海滨 1 9 6 7一 男， 山西灵石人 ， 2 0 1 1年毕业 于 东北 大 学采矿专业， 大学本科 ， 工程师 ， 在汾西矿业集 团公 司中兴煤业主要 从 事采矿技 术管理及研 究工作。 2 矿井顶板管理现存 的问题 近些年 ， 随着 我 国科技 的进步 及采 煤 积 累 的经 验 ， 矿井顶板管理 的水平在 一定程 度上有 了提升 ， 但 是 ， 笔者经过仔细研究， 发现在矿井顶板管理仍存在 许多问题有待解决。 2 ． 1 由于地质变化混合支护引起的冒顶事故 支撑力不均衡 时一旦顶板 来 压就会发 生 冒顶 事 故 ， 造成人员及财产损伤。其最主要 的因素有 1 矿井巷道 的支护 材料 及 支护 形 式不 同 ， 有 的支柱 支 力较大 ， 有的则较小 ， 顶板来压时受压不均， 产生推 倒 支柱现象 ， 最终 造 成顶板 冒落事故 ； 2 由于地 质 变化而引起的顶板破碎现象。此时， 工作人员若不 及 时对其进 行支 护 管理 ， 最终 会 因顶 板破 碎 引起 事 故的发生； 3 由于放顶顺序不当引起的冒顶事故。 2 ． 2 由于上 下出口造成的冒顶事故 在采用长壁后退式采煤法 时 ， 工作 面的运输和 回 风巷道都是回采前先掘出的， 巷道顶板暴露时间较长， 在回采过程中又受到采动和采场支承压力的影响， 顶 板破坏 ， 容易塌落。上 下 出口处 于采 空区和巷道交叉 处空间较大 ， 随着每个工作班组的掘进 ， 工作 面会每天 逐渐往前推移， 就会造成支架支了拆拆了再支的现象， 2 4 互撼蒺 甜艘 2 0 1 4 年 第 1 期 此时 ， 就容易出现一系列 的问题 ， 主要是拆 除受压 的支 架时 ， 新支架交接 时不能很快承受相应的压力 。 3 掘进巷道时进行顶板管理应注意的问题 3 ． 1 工作 面支护 对于综采工作面， 在进行支护的时候主要使用 液压支架进 行 支护 。在 一 些特 殊情 况 下 ， 液 压 支架 不能满足要求的话 ， 还有必要采取支设点柱 、 打锚 杆 、 铺设金属 网等措施 ， 以保证 生产作 业 的安全 和采 掘工作 的顺利进行 。 3 ． 2采 空 区处理 随着 开采 工作 的进 一 步深 入 ， 煤炭 被 大量 的采 出 ， 采空 区的面积越来 越 大 ， 为 了保证 回采 的顺 利 进 行 ， 必须采取经济可靠 的手段对采空区进行及时处 理。采空区处理 的方法有多种多样， 比如全部垮落 法、 全部充填法等等， 在实际工作中要根据具体情况 采用相应的方法 。在我 国对采空 区进行处 理 的实际 工作 中， 主要采用全部垮落法 如图 1 所示 。 图 1 全部垮 落采煤 法 3 ． 3 敲帮 问顶 工作人员 在 施工 的前 后 要进 行敲 帮 问顶 ， 特 别 是在 打眼放 炮 时必 须要 敲帮 问顶 ， 发 现 问题及 时 采 取措施 。 3 ． 4 放 炮 爆破 前 的检 查 放炮 前后一定要对放炮点前 后 l 0～ 2 0 m的范 围 进 行检查 ， 一旦发生支 护质量 不合格 ， 相 关人员 一定 要从外向 里处 理 ， 保 证后 路 畅通 。爆 破 后在 没有 支 护的情况下严禁空顶作业。 3 ． 5 控 制顶 距严 格按 照作 业规 范进 行施 工 工作人员 在掘 进施 工 过程 中， 如果 发现 顶 板 帽 顶现象 ， 需补打锚杆 时 ， 无相 关经验 的工作人 员不 要 自行处置 。正确 做法 就 是 ， 要 找技 术人 员 及 经验 丰 富的班组长来进行妥善处理。 4 针对顶板事故所采取的措施 1 严格按照矿井安全 制度执行 、 发 现 问题 及时 制止。矿井施工人员要接受安全培训教育 ， 严格按 照操作规程 、 安全检查 、 交接班 等制度 进行工 作 。矿 井工作 由于 巷道掘 进 工作 的危 险性 ， 只有严 格 地执 行相关的制度和规范， 才能保证工作人员的生命安 全 ， 才能减少损失 的发生 。 2 对煤柱应力分布及尺寸合理地确定 。在矿 井下巷道掘 进 时 ， 合理 地 确定煤 柱 的 尺寸 是 支护设 计 的重要部 分之 一 ， 一 般要 首 先分 析 能够 影 响巷 道 支护的主要原因， 具体分析高应力的动静压 、 水平应 力所 引起 的片 帮 、 剧烈 底 鼓及 冒顶 及 采动 所 引起 的 支承压力等。还要 对煤柱上 面 的载 荷进行全 面综 合 的考 虑以确 定煤 柱 的尺 寸 ， 为巷 道掘 进工 作 的J II , N 进行 打好基 础。 3 运用先进 的技术 提高管理 水平 。矿井 下 的 技术在不断更 新 ， 因此 矿领 导要 对本 矿 井 内 的一 些 设备及工艺进行及时调整， 是做好井下巷道掘进时 顶板管理重要 的动 力及 手 段 ， 这 对 于井 下煤 层 工作 面的掘进工 作 特别 重要 。同 时 ， 围岩 的复杂 状 况及 其受力 的状态也很需要 运用各 种科技 手段进 行动态 的分析 。 4 强化 对支 护 效果 的监测 。工 作 人 员 要 长 时间对 支 护进 行监 测 ， 同时做 好 记 录 ， 发 现 问题 及 时上报 ， 并及 时维 护处 理 ， 要 建立 和健 基 层 工作 人 员及全班组长的 自检， 每个工 区区长及责任领导 对 区域 内进行 不定 期 地抽 检 及 监 测 制度 。对 那些 检测仪器与设 备的正常运转进行检测 ， 确保仪 器 与设 备 的完 好运 转 ， 并 做 好 相 关 的维 护 记 录 。 工 区主要负责人要对本 区域巷道里 ， 每隔一段距 离 就设 立一 个 监测 站 ， 并 安装 相关 的监 测设 备 ， 以对 巷道 的掘进 进行 全 程地 监测 和 控 制 ， 进 行 科学 、 有 效 地顶 板 管理 。 5 结语 对顶板进行长期 有效 的监 控管理 是井下 施 工人 员生命安全的重要保证措施， 同时， 矿井主要技术负 责人一定要根据实际情况， 依靠先进科学技术， 采取 各种措 施不断地 完 善 和强 化顶 板管 理 的相 关制 度 ， 加大对顶板管理 的力度 ， 进行有 效地顶 板管理 ， 最终 才能提高作业环境与施工人员 的安全 。 【 参考文献】 [ 1 ] 张德荣， 王芳苏． “ 三软” 煤层采用普采和炮采生产工 艺及顶板管理探 究[ J ] ．教育科 学博览 学术版 ， 2 0 1 3 4 5 6 ～ 5 8 ． 下转 第 2 6页 2 6 互媳蒺 科技 2 o 1 4 年 第1 期 为简单 的一项采煤 工艺 ， 其 主要是钻 眼 、 放 炮 、 落煤 、 爆破后人工 装煤 及运 煤 ， 有条 件 的矿 井也 可 以利 用 机械运煤 。炮 采 虽然 简单 方 便 ， 但 是 它 主要 是用单 体支柱 支护工作 空 间顶 板 ， 施 工人 员 在这 种 情况 下 工作难免会出现一些安全 问题。因此， 要针对其独 特 的特 点严格 要求 ， 根 据煤 层 的硬 度 、 厚 度 ， 对炮 眼 的深度 、 装 多少药量合适 、 一 次起爆 的炮 眼数量 以及 爆破次 序等都 要严格 要求 。 炮采工作面多采用单体液压支柱支护甚至是金 属摩擦 支柱 ， 其布置方式 主要有单 柱 、 对柱 和密 集支 柱三种形式。金属铰接顶梁具有轻便 、 灵活、 耐压、 耐挤等特点， 一般长 1 ． O m。顶梁之上须利用椽子、 荆 笆封顶 ， 形成纵横交叉 ， 使顶板悬露面积缩小。在刮 板输送 机 上方 可 提 前 移 梁 护 顶 ， 靠 煤 壁 打贴 帮柱 。 当煤层顶板特别松软或者煤层有厚度达到或者超过 0 ． 3 m的伪顶， 并且可能造成放炮后立即冒落时， 一 定要 用千椽或 圆钢打超前托棚 的方法进行支护 。 3 ． 1 ． 2普通机械化采煤工艺 普通机械化 工 艺机 械 化程 度 比较 高 ， 顶 板 支护 和运煤等施工工艺 与炮采基 本上差 不多 。普 采工作 面用的采煤机 械用 单 滚筒 采煤 机 ， 也可 以采 用 双滚 筒采煤 机 。滚 筒采 煤 机有 一 个最 大 的优点 ， 就 是 可 以把滚筒放进工作面的下端头， 此工艺在一定程度 上把工作面下缺 口的长度给缩短 了， 这样在输 出煤 时煤炭不用通过机体下方 ， 装煤效果看上去比较好。 双滚筒采煤机可以采用两头斜切进刀的方法 ， 解决 了工作面两头做缺 口的工作量， 而且还有利于工作 面技术管理 。 3 ． 1 ． 3 综采 综 采主要有 五个 环节 破 、 装 、 运 、 支 、 处。很 少 用人工操作， 一般都是用机械， 节省很多人力资源， 因此 ， 综 采在 我 国大 中型 矿井 应 用较 为 广泛 。也可 以说综 采在 国内算 是较为先进的采煤设备 。 3 ． 2 倾斜长壁采煤 法 倾斜长壁采煤法与走向长壁采煤法不同点是回 采工作面沿走向布置， 沿倾斜推进。同时把采区上 下 山的巷道取消了 。矿井下如 果遇到 比较 适合 的 地质条件 ， 利用 倾斜 长 壁采 煤法 可 以充 分 发挥 此采 煤法的功能， 可以在它身上看到很大的技术效益。 3 ． 3 放 顶煤 采煤 法 放顶煤采煤法 ， 主要适宜厚煤层开采。具体工 作面条件要满足沿煤层底部布置采高 2～3 m的长 壁， 综采工作面， 支架为放顶煤液压支架， 并布置后 部运输机。进行 回采时 ， 使用常规的落煤方法。支 架上方 的煤 顶煤 在矿压下 被破碎 。由支架 放煤 口 放入后部运输机。可以说放顶煤采煤法在矿井采煤 中较为实用 ， 利用放 顶煤方 法不仅可 以节省 成本 ， 采 煤效率也提升 了一大截。但是要注意的是， 放顶煤 开采一定要在厚度在 6 m以上 的煤层超 作 ， 因为 如果 顶煤厚度过小就会产生 冒顶危 险。 4 结 语 煤矿生 产企业 的采煤技 术与工 艺是否合 理 直接 关系着煤矿企业生存及发展前景。目前仍有许多煤 炭企业的采煤工艺及设备落后， 在开采过程 当中存 在各种 问题 。在 新形 势 下 ， 笔 者认 为要想 更 好地 解 决这 些问题 ， 就 要不 断地 完 善采 煤技 术 与采 煤工 艺 及方法， 并根据煤炭地质储存条件合理选择采煤方 法 ， 从 而更好 的为煤 矿开采企业服务 。 【 参考文献】 [ 1 ] 申永乐， 张登明．水平分层及斜切分层采煤法和水 平分段放顶煤采煤法 [ J ] ．科学之友，2 0 1 1 6 1 2～1 3． [ 2 ] 王金华 ．浅谈炮采工作面大采高卧底煤回采工艺顶 板控 制 [ J ] ．科 技 信 息 科 学 教 研 ，2 0 0 7 2 7 8 9～9 O． [ 3 ] 陈成宇，管辉， 冯峰 ， 等 ．极薄煤层电牵引爬底式采 煤机在大倾角采煤工作面的应用[ J ] ．中州煤炭， 2 0 1 1 5 91 2 ． 上接第 2 4页 [ 2 ] 石明明， 赵光明 ． 理的主要策略[ J ] 2 0 1 2 1 0 6 3 23 3 ． [ 3 ] 邸向进 ， 孙联 军 ．倾 斜煤 层 长璧 回采 工作 面 顶板 管 浅析煤矿井下综采工作面顶板管 理的措施[ J ] ．煤炭技术， 2 0 1 2 3 2 6～ 2 8 ． 中小企业管理与科技 上旬刊 ，