煤矿回采工作面破碎顶板控制关键技术.pdf

〇〇 当 代 化 工 研 究 OO Modem Chemical Research 技术应用与研究 202 0 12 煤石广回采工作面破碎顶板控制关鍵技术 * 张 明* 张 明 太 原 煤 气 化 龙 泉 能 源 公 司 山 西 030300 摘 要 煤矿巷道回采工作存在较高的复杂性，并且相对比较危险，同时在回采过程中破碎顶板很容易出现安全事故，使煤矿生产受到严 重影响所以要想使中国煤炭企业稳定的发展，就需要对开采工作面的质量充分保证，如果在回采工作中出现了相应的顶板破碎问题，就 会严重影响到煤炭的生产，甚至会出现一些安全问题⑴。因此就需要相关煤炭企业加强对关键技术的合理选择，注重对破碎顶板的有效控 制，在必要时要采取一些有效的安全管理措施，从而使顶板支护质量得到有效保障，使煤矿回采工作可以顺利进行，提高回采工作的安全 性。 关 鍵 词 煤矿回采；工作面；破碎顶板；控制技术 中 图 分类号TD327 文 献 标 识 码 A Key Technology of Broken Roof Control in Coal Mining Working Face Zhang Ming Taiyuan Coal Gasification Longquan Energy Company, Shanxi, 030300 Abstract The coal mine tunnel extraction work has the high complexity, and is relatively dangerous, at the same time, the broken roof in the mining process is easy to occur safety accidents, so that the production of the coal mine has been seriously affected. Therefore, in order to ensure the stable development of Chinas coal enterprises, it is necessary to fully guarantee the quality of the miningface. If there is a corresponding roof breakage in the mining work, it will seriously affect the production of coal, there may even be some security issues[I] Therefore, it is necessary for relevant coal enterprises to strengthen the rational selection of key technologies, pay attention to the effective control of broken roof, and take some effective safety management measures when necessary, so as to ensure the quality of roofsupport effectively, so that the coal mining work can be carried out smoothly, improve the safety of the mining work. Key words i coal mining; working face； broken roof； control technology 在我国经济快速稳定的发展过程中，煤炭属于一项重要 保障，在煤矿回采过程中其工作面顶板状况和支护管理情况 会对煤矿安全生产产生直接影响，同时还关系着煤矿的经济 效益。在煤矿企业的实际回采过程中，经常出现破碎顶板局 部冒顶等问题，导致煤矿企业存在较大的安全隐患[2]。即使 存在小范围的局部冒顶现象，也可能带来非常严重的影响， 因此就需要相关煤矿企业加强对煤矿回采工作面破碎顶板的 重视，注重对关键控制技术的选择，有效解决破碎顶板局部 冒顶等问题，提高煤矿回采的安全性，促进煤矿企业的稳定 发展。 1.煤矿回采工作面破碎顶板出现冒顶问题的主要原因1.煤矿回采工作面破碎顶板出现冒顶问题的主要原因 破碎顶板的主要表现就是由于顶板承载力下降，而导致 顶板出现了破碎等情况，在断层带和穿旧巷隙，以及产生节 理裂隙部位容易出现破碎顶板。在顶板破碎后就会出现很小 的块状，或者呈现出粉末状。破碎顶板产生冒顶的原理就是 岩层在地质层运动过程中受到挤压，或者受到张力的作用， 从而导致岩层出现断裂，最终出现了断层，破坏了顶板，同 时断裂面也会逐渐的蔓延[3]。一些光滑的泥状物质或者粉末 状物质会在断层面堆积，导致岩石上盘和下盘间的粘结力有 所下降。随着岩石承载力的逐渐下降，并且受到地壳运动的 作用，就会产生相应的褶曲，褶曲内部构造压力会影响到原 始岩层所形成的应力场，从而使弹性能力逐渐聚集在煤矿的 向斜区域和背斜区域中，随着其弹性能力的逐渐增加，就为 破碎顶板出现冒顶问题提供了一定条件[4]。 在煤矿巷道回采工作的进行过程中，如果回采工作面的 破碎顶板出现了冒顶问题，就会使煤矿生产的工作效率受到 直接影响，还会产生相应的安全问题。要想分析破碎顶板出 现冒顶的基本原因，就需要结合煤矿实际情况，对煤矿地质 和水文环境等多方面环境进行考虑，还需要根据煤矿当前的 生产状况，预判导致破碎顶板出现冒顶的因素[5]。 要考察煤矿地质环境情况，就需要对地质结构进行充 分分析，合理判断顶板的稳定性，其中包括了顶板的褶曲、 强度和断层等情况，还需要判断顶板裂隙。断层间存在的落 差，就与断层周围的裂隙存在着较大关联，顶板涨性结构 与断层落差间存在着正比例关系™ 。如果岩层具有较高的硬 度，就会使顶板冒顶几率相对较低，反之，如果岩层的硬度 较低，就容易出现顶板冒顶等情况。而煤矿回采工作面破碎 顶板出现冒顶与支护强度存在着双曲线关系。通常情况下， 支架工作阻力为每平方米260千牛左右时，其顶板出现冒顶 的几率最高。如果工作阻力大于每平方米260千牛时，就会 存在非常小的破碎顶板冒顶几率，如果工作阻力小于每平方 米260千牛时，就会使破碎顶板冒顶具有很高的发生几率。 所以就需要有效控制破碎顶板，对工作阻力参数进行合理设 置。 2.对煤矿回采工作面破碎顶板进行控制的相关技术措施2.对煤矿回采工作面破碎顶板进行控制的相关技术措施 ⑴ 髙 度 重 视 现 场 勘 查 工 作 要想对煤矿回采工作面破碎顶板进行合理控制，最重要 的就是要对煤矿回采现场进行勘察，要确保具有相对齐全的 煤矿地质环境资料，对煤矿区域的地质内容全面了解，掌握 当地区域地质结构的变化情况，同时要确保煤矿水文地质环 境和褶曲以及断层等多方面的资料相对齐全，掌握顶板破碎 地带的实际范围，正确认识地质裂隙的发育情况，煤矿企业 202 0 12 技术应用与研究 当 代 化 工 研 究 jjQ Modem Chemical Research 详细分析煤矿地区的多方面信息，从而根据破碎顶板的实际 情况，制定具有针对性的铆钉技术措施，增强顶板质量，确 保煤矿开采工作可以顺利进行。 ⑵重点关注支护工作⑵重点关注支护工作 要想使破碎顶板出现冒顶的几率有效降低，就要加强 对破碎顶板的支护工作，其中超前支护属于最重要的一项内 容。在完成相应的割煤工作后，就要逐渐向前移动支护架， 然后要逐步移动输送机。可以利用采煤机完成支护架的移动 工作，当煤壁被相应的支护架顶梁顶住之后，就己经完成相 应的施工环境。对支护架的技术方式进行充分利用，就可以 使顶板冒顶现象得到一定程度的避免。 ⑶合理减少梁端距⑶合理减少梁端距 如果破碎顶板己经达到了顶梁，就证明顶板己经面临 着非常严重的破碎问题，同时在顶梁上部己经逐渐形成较厚 的浮奸层。浮奸在移动支护架时就会不断的掉落下来，这就 会增加冒顶的面积。针对这种情况就需要减少梁端距离，这 属于比较有效的一种方法，还需要结合煤矿作业现场的实际 情况，对临时支护进行合理应用，从而有效控制破碎顶板。 ⑷应用伸缩支护有效缩短跚面间距商⑷应用伸缩支护有效缩短跚面间距商 如果煤层顶板缺乏相对较强的稳定性，就需要选择自带 护帮板的支护架，同时要保证其支护架的伸缩力较强。在采 煤机完成了相应的割煤作业后，就要在往前移动支护架的同 时，打开支护架的互帮板，同时要打开相应的伸缩装置。在 刚刚暴露出来顶板后，就要加强对顶板的支护工作，对伸缩 支护架进行合理应用，从而使端面间的距离有效缩短。 5 利用金属网增强控制力度5 利用金属网增强控制力度 在顶梁上方铺设相应的金属网，使金属网与破碎顶板 间可以构成相应的整体结构，从而使顶板可以得到有效的改 善。通常情况下都会铺设两层金属网，从而明显增强控制力 度，对破碎顶板冒顶情况起到良好的控制作用。 6 注重对走向梁的梁立6 注重对走向梁的梁立 在梁窝中安放好相应的走向梁，要保证走向梁与破碎 顶板具有比较接近的位置。在走向梁的一端要充分连接好煤 壁，同时要将支护架顶梁连接在走向梁另一端，还要合理避 开梁煤壁，从而防止煤矿出现安全故障。 7 加强对施工人员的培训7 加强对施工人员的培训 一旦煤矿回采工作面破碎顶板出现了故障，就会严重威 胁到施工人员的生命安全，其与施工人员的生命健康存在着 较大联系。所以为了使施工人员的安全意识有效提高，就需 要加强对施工人员的培训工作，从而使破碎顶板冒落事故的 发生几率明显降低。可以以工作现场的真实案例作为施工人 员培训的主要内容，对真实案例进行充分的分析，寻找相应 的控制措施，使施工人员可以在培训过程中逐渐吸取相应教 训。随着相关施工人员水平的逐渐提升，指导施工人员结合 工作现场的实际经验，就可以使破碎顶板冒顶的控制力度得 到显著提高。 ⑶带压擦顶移动支护架⑶带压擦顶移动支护架 在支护架的移动过程中，就需要对支柱的工作阻力进行 合理设置，确保顶梁可以紧贴着顶板，从而逐渐向前移动， 这就可以使支护架移动时破碎顶板岩层的活动量得到一定程 度的减少，防止由于支护架移动，而导致顶板受到破坏。 在控制煤矿回采工作面破碎顶板过程中，需要结合相关 煤矿的实际情况对控制关键技术进行灵活应用，这才可以有 效降低破碎顶板局部冒落事故的发生率，因此就需要对具有 针对性的破碎顶板控制措施进行合理应用，从而使局部冒落 事故的危害程度明显降低，对煤矿开采工作加强管理，对相 关煤矿回采工作面破碎顶板控制经验进行总结，注重对支护 预防方案的有效制定，从而对煤矿开采事故进行合理防范。 3 结束语 相关煤矿企业要结合煤矿自身的破碎顶板实际情况， 深入分析破碎顶板的性质与形成机理，对当前煤矿内使用的 设备进行明确，了解破碎顶板的适应程度，为相关工作人员 进行开采区部署方式的研宄，提供更加准确的回采工作面参 数，逐渐掌握相应的回采工艺，进一步提高破碎顶板的控制 力度，为回采工作面破碎顶板的分析与研宄提供有利条件， 从而对相关煤矿回采顶板的控制技术进行明确，逐渐认识到 煤矿管理过程中的不足，深入认识破碎顶板冒顶的产生原 因，对破碎顶板可能出现的危害进行了解，最终采取具有针 对性的控制技术，应用相对有效的管理措施，使煤矿开采的 安全性进一步提升，有效推动煤矿企业的稳定发展。 【 参考文献】【 参考文献】 [1] 高林.简析煤矿回采工作面破碎顶板控制关键技术m.科 学技术创新,2017 15 16-17. [2] 邵洪兴.综采工作面破碎顶板控制技术探析[J].科学技术 创新, 2017 15 33-34. [3] 许会成.综采工作面回采破碎顶板技术研究与分析[J ].能 源技术与管理,2019, 44 02 62-63_ [4] 郭鹏飞.浅谈综采工作面破碎顶板的管理技术[J].能源与 节能, 2018 1 100-101. [5 ] 苏鹏.煤矿综采工作面支护技术问题研究[J ].能源与节 能，2017 9 128-129. [6] 李建平.综采工作面采场破碎顶板控制技术研究[J].山东 煤炭科技，2017 6 236-237. [7] 程详， 赵光明， 孟祥瑞， 徐铖辉.上提综采面破碎顶板片帮冒 顶分析与控制技术研究[J].西安科技大学学报,2012 04. [8] 王金宁， 辛东京.煤矿回采工作面破碎顶板控制关键技术研 究[JL科技创新与应用，2014 28 54-55. [9] 王继元.煤矿回采工作面破碎顶板控制关键技术研究[J]. 中小企业管理与科技下旬刊） ，2016 08 229-230. 【 作者简介】【 作者简介】 张 明 （ 1 9 7 7 -, 男，汉，山西泽州人，太原煤气化龙泉能源 公司；研究方向采矿工程。