关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究.pdf

196江西化工2019年第3期 关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究 史增利 山西焦煤汾西矿业孝义公司正文煤业，山西吕梁032300 摘要本文分析了回采工作面的矿压特点，并论述了巷道顶板的管理和支护方式， 最后提出几点管理顶板的有效措施。 关键词坚硬顶板回采矿压 1坚硬顶板的特征 从广义上看坚硬顶板是指具有很薄的直接顶且老 顶来压剧烈的顶板，换言之就是顶板在老顶分类等级 中属于I级以上。特点是在采煤时，直接顶可以冒落, 但冒落高度小。直接顶冒落后，冒落的肝石与老顶间 具有较高的空间，当老顶来压时，与直接顶的压力显现 相同。由于老顶来压时,直接顶较薄的部分直接被压 碎，支护难以稳定,因此要比上一种坚硬顶板来说难以 管理。 一般来说，坚硬顶板多为砂岩类,大多为5m 10m 厚的层状岩层，层理较为明显。坚硬顶板间的岩石多 为属于钙质胶结，少量属于泥质胶结，因此岩层的受拉 强度较低，且在同一层煤的不同区域，岩性的厚度变化 较大。另外，具有坚硬顶板的煤层多为薄煤层，由于坚 硬的顶板，所以一般具有较厚的岩层，整体性强，一旦 发生冒落，会出现周期性步距冒落，且冒落时工作面控 顶内的顶板呈台阶下沉,大多沿煤壁切断,必须采取及 时、有效的支护，避免工作面大范围冒顶。 2工作面顶板的控制 2.1炮孔布置方式 1 初放孔布置方式 进行初次放顶时,在工作面两巷和开切眼进行布 孔，对与两巷，总共布置3组孔，分别为老顶切断孔、老 顶辅助切断孔以及端头切断孔，孔间距设为10m。在 开切眼的位置共布置两个深孔，分别位于开切眼上、下 口距离工作面煤帮6. 5m处。 2 循环放顶炮孔布置方式 确定循环放顶步距根据初次放顶情况，开始布置 循环放顶孔，位置在距离初次放顶孔外10m的地方，步 距为10m。炮孔的布置方式总共布置两个孔，分别为 老顶切断孔和端头切断孔，采取的布孔方式为工作面 两巷布孔。 2.2工作面顶板管理 2.2.1正常工作时期顶板支护方式工作面 进行顶板的支护时，采用的支护方法追机移架。 也就是说当采煤机完成割煤后，首先移动支架,然后再 移输送机，移架步距为0.6m。上端头采用较接梁、单 体柱联合支护；下端头采用端头支架支护;另外，采用 较接梁、单体柱联合支护的方式进行两巷超前支护。 2.2.2特殊时期的顶板管理 1 来压及停采前的顶板管理 一般来说，初次来压时，用于支护工作面的支架应 当具有一定的初撑力，而且要将插板和护帮打牢。当 工作面停采前，要制定措施对其顶板进行专门的管理。 2 上、下端头老塘悬顶顶板管理 根据实际情况可知，顶板跨落较为迟缓，要加强顶 板端头的管理，已保证安全，要注意在生产期间端头支 柱不可以提前回柱,放顶时，上端头强制放顶,下端头 的端头支架要有一定的初撑力。如果发生顶板破碎并 出现下沉，则应及时架设木垛，对端头的顶板加强支 护。 3 工作面过破碎带、遇煤质松软措施 开采过程中，当工作面遇到破碎带或者煤质松软 的情况时,必须制定过地质构造带的支护措施及其相 关的专项措施。 2.3运输巷、回风巷端头顶板管理 对于运输巷和回风巷的超前支护使用的是单体液 压支柱，同时搭配较接顶梁进行支护。同时要进行加 强支护，方法为架设木垛或密集支护，如果遇到顶板较 为破碎并发生冒落的地段，则应当使用支护效果更好 的联合支护方式铺设双层金属网架设工字钢垫 道木和大板。 3矿压观测 对综采工作面进行矿压观测时，主要观测以下几 个方面支架阻力及其初撑力、支架活柱缩量、支架阻 力及支护质量以及巷道围岩变形量等。 由于坚硬顶板存在难以破断和垮落，但是一旦垮 落则会造成较大垮落面积，并且具有较强的冲击力以 作者简介史增利1989 -，男，山西灵石，助理工程师，研究方向矿压管理。 2019年6月关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究197 及破坏支架的特点，所以合理安排支护的重点部位，通 过研究以及实际经验，确定重点管理回柱放顶区的顶 板,目的是一旦发生老顶来压，可以避免大块肝石对支 架造成严重破坏。 1 加强初放期间的管理，防止发生事故 一般来说，支柱的初撑力应在8MPa以上并需要二 次补液。使用双密集柱来加强切顶线的顶板支护强 度。同时要确保切顶线成一直线，避免悬臂粱出现倾 倒的情况。为了保证支架及顶板的稳定，需要在断层 区域布置木垛。降低采高，确保发生顶板冒落时的冲 击力较小,支护稳定性增强。另外，及时对矿压进行观 测,及时预报数据变化。 2 回采时进行综合管理 应当对控项距内项板的支护强度进一步加强，目 的是预防出现台阶下沉的情况。密柱、俄柱的设置应 当严格依照规程布设,并设置好排距、柱距等,对于不 合格的地方,要及时发现并整改。在正规支柱支设完 成后撤掉放项排支柱。如果遇到断层，或矿压较大的 地方，应当适量缩小柱距以增加支护的密度，另外对支 护的强度也应当适量加大。支护时尽量选用整体性强 的支架，保证其稳定性达到要求。有断层的区域或者 悬项过大时，可以增设木垛。开采时尽量快速推进，避 免矿压的影响。 3采用俯伪斜走向密集采煤法开采大倾角煤层 有些大倾角煤层具有坚硬顶板，对于这一类煤层 可以使用俯伪斜走向密集采煤法进行开采，这种采煤 法的关键在于要充填风道下的第一排走向密集支柱以 上的部分，且厚度不能低于5m。当进行无煤柱开采 时，使用人工充填的方法,充填材料可以选用邻近的掘 进肝石。在完成充填以后，工作面向前推进时，形成的 肝石充填带具有重要作用，一旦发生顶板垮落，可以减 缓坚硬顶板受到的冲击压力，减小对工作面的影响，回 采得以正常进行。总之，回采时严格检测矿区内部压 力，根据检测结果进行有效的顶板支护,从而保证回采 安全。