综放面顶板管理.pdf

9 9 9 年第 1 期 总第 3 4 期 煤矿开采 1 9 9 9 年 3 月 3 一 综 放 面 顶 板 管 理 岁 ‘ 平庄矿务 局徐全 恒 摘要分析软 岩综放 开采工作面大面积顶板 冒落 ，支架歪倒 的原 目，介 绍支 架过破碎 带及处 理大 面积顶板 冒落的措施 关键词综放面顶板 冒落处理措施 一_ 7■ 红庙斜井投产 的一套 大功率综 采放顶煤 设备 ，在工作面试产 过程 中出现 了大面积顶 板冒落和支架歪倒现象 ，由于及时采取措 施，扭转了顶板难管理的被动局面，保证回 采工作 的正 常进行 。 1 工作面概况 1 ． 1工作面特征 工作面走向长 8 4 0 m，面长 1 7 5 m，工作 面上方 为高档 E作 面采空区，南侧为 F 2 0 1 断层 ，深部为未采 区。煤层倾 角 1 6～2 4 ， 厚 度 2 ． 0～5 ． 8 m，平均 4 ． 5 m，现 开采厚度 2 ～ 3． 1 5 m。 工作面煤层 为单斜 构造，伪顶为 0 0 ． 3 m的页岩 ，易冒落；直接顶为 0 ． 2 2 ． O m 的细 砂 岩 ；老 顶 为 厚 度 大 于 2 ． O m 的粗 砂 岩 ．属 典型的软岩矿井 。工作面最大 涌水量 可 达 4 0 m3 ／ h 。 1 ． 2支护设备 工作面采 用 z w4 0 0 ／ 1 7 ／ 3 5型支撑掩 护式放 顶煤 液压 支架 1 1 1 架。工作 面最大控 顶距 6 ． O m，最小控顶距 5 ． 4 m。 排头 支架 6架 ，型号 0 0 0 ， 2 3 ／ 3 5 型 。泵 站采 用 l i b一1 6 0 ／ 3 1 ． 5乳 化液 泵 ，额 定流量 1 6 0 1／ n fi n ，工作压力 3 1 ． 5 M P a 。 2 综 放工作面 矿压 显现规律 综放工作面同长壁工作面的最大区别是 采高增大 ，顶煤、伪顶、直接顶共同构成工 微 作面顶板 ，受开采的影响 ，顶煤发生变形和 移动 ，工作面上覆岩层 的压力得 到释放 ，使 矿山压力 显现强度降低。在矿 山压力作用 下 ，顶煤 、伪 顶 、直接 顶发 生 破碎 、冒落 ， 工作面顶板因变形使积聚的能量得到释放。 顶板前方的支撑压力向煤体深部转移，使支 撑压 力影响范围增大 通过对综 采放顶煤工作面 实际观测 ，工 作面顶板来压的规律是 老顶初次来压步距 为 2 o～3 0 m；周 期来 压步 距 1 0～1 4 m。周期 来压时 ，顶板端 面破碎 度和煤壁片帮深度 明 显增加 ，有较 大的砂 岩含水从工作面顶板 流 出。在采动影响下，伪顶经常离层冒落 ，加 之采高大 、煤质 软 、节理和层理发育而发生 片帮 ，冒顶 等情 况。 3冒顶及 倒架原因分析 3 ． 1矿压 因素 工作面为初采层 ，承压煤柱和老顶来压 导 致矿 压显现异 常 ，其特 点是 来势猛 、速度 快 、有淋水 、影响范围大。如 1 9 9 2年 1 2 月 末工作面下段大面积来压 ，片帮增加 ，最大 端 面距 达 1 ． 53 ． O m，架 前抽 顶 。 3 ． 2地质 因素 工作面顶板为复合顶板，主采层中间夹 有 0 ． 3～2 ． 3 m 的 砂 岩层 ，直 接 顶 为 0 ． 3～ 1 ， 5 m的煤 矸 石 互层 ，较 破碎 和 松 软 ，在不 及时支护和片帮增加的情况下 ，极易冒落， 底板有一层 2 D a m 1 厚的铁质 胶结砂岩，起 _ ～ 5 3 维普资讯 9 9 9年第 1 期I 总 第 l* 期 1 9 9 9年 3月 伏不平对割煤影 响很 大 3 ． 3工 作 面 管理 因 素 人技术水 平较 低 ，管理 素质较差 ，对 设备性能不熟悉 ．操作不熟练。工作面局部 煤壁 片帮没有 引起 足够的重 视 ，得不到及 时 处 理 ～ 机电维修 管理 不善 ．电机烧 坏 、液压 系 统漏液 ，推进速度慢 ， 作 面片帮增加 ，架 前抽顶 ，支 架压 死。 3 ． 4设备 因素 机组设计 和安装有 问题 ，机 组 上行速 度 太慢 ，造成顶板超前 胃落。工作面机头 3架 排头架难移 ，每循环都移不到位，最大移距 0 ． 3～0 ． 4 m，影n T L “ 作面 的推 进度 。由于后 部输送机 的影响 ，工作面支架 与前部运输机 有较大 的夹角 ，使一部 分支 架移不到位 。 由于 L述 原 凼 ，造 成 架 前 冒顶 ，如 图 l ，支架 间相 互 咬 合 ．如 图 2 ，严 重影 响 了 工作面正常生产 ．给工作面管理造成很大困 难 圉 i 絮前 冒顶 示毒 4 处理冒顶和支架歪倒措施 4 ． 1 带压揲顶移 梁强行通 过 宫顶 加快 工 作 面 推进 度 ，支 架 带压 擦 顶 前 移 ，以减轻移架 时顶板岩层的活动 ，减少移 架对顶板破坏 的影 响。 4 ． 2 利用 化学固化 剂加 固顶板 目前经常使用的化学固化剂有水泥 一水 玻璃类、不饱和聚酯类 、环氧树脂类 、聚氨 脂树脂和甲醛类树脂 由于化学加固剂成本 高，原料来源紧张，施工工艺复杂 ，目前在 我 国使 用较 少 。 4 ． 3利 用错杆加 固顶板 利用锚杆加固工作面前方顶板 ，防止工 作面前方煤壁破碎，一般使用全长锚固式木 锚杆 主要用于加固过断层工作面和直接顶 与老顶 易离层的顶板 4 ． 4挑顺 山梁通过顶板破碎 带 采煤机割煤后 ，新暴露的顶板如短时间 不会 冒落 ，可采用挑顺山梁的方法。移架时 在支架前粱上沿平行工作面方向放 嚣 2根 4 m长的木 梁 ，挑住 附 近不 完 整 的顶 板 ，然 后再移顶板破碎处支架，如图 3 。 剧目 图 3挑顺 山粱 a先移 l 架，放 2 根顺山粱 ；b 移柯邻支架 4 ． 5 架走 向棚及走 向梁通过疆板 破碎带 工作面顶板 冒落 面积较 大 时 ，顶板条件 不允许把支架前探梁降下放顺山粱 ，可在相 临支架问超前架设一梁二柱或一梁 三柱在走 向硼下面架两架顺山抬棚 ，棚上可设置木垛 维普资讯 9 9 9年第 l 期f 盘第 3 4期 接顶 。先移 1 架支架后 ，将走 向棚及顺 山抬 棚的支柱撤 出。相邻 支架在顺 山梁 和走向梁 的保 护下前移 ，如 图 4 a 顶 板破 碎不 严重 ， 可采用架走 向粱 的方 法 ．即在 煤壁顶板处挖 粱窝或扣贴 帮柱 固定走 向梁的一端 ，梁的另 一 端架 设在 支 架 前 梁 ，如 图 4 b 走 向粱 一 般忙 d 时架设 2根 ． ． 割 睁 图 4架 最 向棚 及 走 甸案 a 走 向棚 ；b槊正 向粱 4 ． 6铺设金属 网透 过顶板破碎 带 在支架顶粱 上方铺设金属 网 ，当控顶范 围 内顶板较破碎 时 ，也可在金 属网下架设走 向粱 ，由走 向粱 托住 顶板 ，支架 在金属网 的 掩护下前移 。在 生产 过程 中 ，通 常采取上述 多种 措施相结合 的方 法 ．才取得 明显效果 。 4 ． 7下端 头排 头支 架的处理 为防止排头支架 向底板压 人 ，一是在工 作 面运输巷用砂浆 毛石铺底 ，增加 底板 抗压 强度 ；二是在工作 面下顺槽打泄水 巷 ，减少 水对 底板 的软化程度 。同时 ，在 下缺 口沿倾 斜换 4 m长粱的方法 ，使排头架对顶板有可 靠的支撑 ，便于调架 增加 辅助拉架装置 ，即在工作 面下顺槽 外 5 0～7 0 m打一混凝 土基础 ，通过锚链将基 础与辅 助缸和支架相连 。拉架时 ，移溜 缸和 辅助缸同时作用 ，将支架前移。这样既加快 工作面机头的移动速度 ，减小和防止了工作 面输送机 和支 架 的下滑 ，又保证 了机头处顶 板 的完好 4 ． 8支 架 的扶 正 处理 冒顶 ，首先 处 理 相互 咬死 的支 架 ， 处理 的方法是按从 上到下 的顺 序将支架依次 扶正 。扶架 时 ，先通过支架本 身侧 护板调 出 一 侧护板 间 隙 ，然 后用 2根 2 ． 8 m单 体 支柱 和 1根 2 ． 2 m单体 支柱 支 在支 架前 梁 、顶梁 和尾梁 上 ，降架 后调正 4 ． 9架前 大面积 冒顶 的处理 工作 面 中部大面积 冒顶区 ，采取底板抬 起 0 ． 5 m，从 冒顶 区下侧 顶板 较好 的地 方开 走 向棚 ．粱 的一 端插入支架前 探梁上 ，另一 端用 2 ． 2 m单体 支柱 支 于硬 帮 ，棚 粱下 加打 一 中间柱 棚距 0 ． 8 ～1 ． O m，梁长 2 ． 4 m 在 与支架前探 梁搭接 的 下方 ，架 一顺 山抬 栅 ， 梁长 4 m，在 棚 上背 金属 网。顶板 冒落 较高 处 ，在 棚梁 上铺 一层 木料 ，再 铺金属 阿 ，做 人工假 顶。 先前 移 架 时 ，先 处 理 掉 工 作 面 前 留 的 0 ． 5 m台 阶 ，再 推移 输 送 机 ，然 后 拉架 ，尽 量不破 坏人工 假顶 。当支架前移 2～3茬 后 ， 冒顶 区顶部进入支架 顶梁部分 ，使支架接近 硬 帮 ，再 在 冒顶 区由两端向 中间作茬 ，逐渐 控制 冒顶范 围。 5结论 1 选择最小煤厚 ，即大功率综放工作 面开采 的煤 厚不应小 于 3 5 m。 2 在 开采 中，适 当调整 采高 ，当顶板 完整时 ，可适 当增大 采高 顶板较软 时 ，适 当 留护 顶煤 ，由后部输送 机 回收 。 3 移架推 输送 机要及 时 ，提高支架初 撑力 ，可改善顶板破碎度 4 处理大面积 冒顶，采取走向棚下架 设顺山抬棚 等措施 ，经济 、安全 、效 果明 显 作者简 介 徐空恒 ．1 9 6 6年 生 高级 工程师。1 9 8 8 年毕业于讧宁工程技术太学 直M事煤矿采掘谩计和生 严管理工作 ，发表论文数篇。 商讯地址 内蒙赤峰 邮 编 0 2 4 0 7 0 杖祷 日期 1 9 9 80 50 4 ； 责任编 辑 崔德 仁 5 5 维普资讯