綜采工作面頂板破碎和煤壁片幫原因分析

　　摘要：通過(guò)對(duì)綜采工作面頂板破碎、煤壁片幫影響生產(chǎn)分析，提出更換立柱、提高初撐力和及時(shí)支護(hù)措施，使綜采工作面達(dá)到日產(chǎn)萬(wàn)噸水平。
　　關(guān)鍵詞：頂板破碎；煤壁片幫；更換立柱
　　
　　日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采工作面是現(xiàn)代化煤礦中較先進(jìn)的回采工藝，但目前雙鴨山局綜采工作面的產(chǎn)量不算高，其原因是多方面的，除了地質(zhì)條件影響外，由于頂板壓力大，煤壁片幫出現(xiàn)大塊煤或冒頂?shù)默F(xiàn)象是其中的主要原因。現(xiàn)對(duì)東榮二礦綜一隊(duì)目前生產(chǎn)的南翼十七層四面做具體分析。
　　
　　一、工作面概況
　　
　　工作面走向長(zhǎng)710米，傾向長(zhǎng)194米，平均煤厚3.7米，地質(zhì)儲(chǔ)量64.2萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量61萬(wàn)噸。偽頂0.1-0.2米粉細(xì)砂巖，深灰色，層理發(fā)育，與上下層接觸明顯，直接頂為粉砂巖、中砂巖，膠結(jié)堅(jiān)實(shí)，由上而下粒度偏粗，直接頂厚度為2.4米。老頂為細(xì)砂巖，灰白色，下部粒度偏粗，膠結(jié)堅(jiān)實(shí)，厚度為1.8米。底板為黑色粉砂巖，致密堅(jiān)硬中部夾細(xì)砂巖條帶。該面與16層層間距為3—15米。且16層有一煤柱在該面101號(hào)—114號(hào)支架之間。
　　該面主要設(shè)備為：運(yùn)輸機(jī)：SGZ-800/800；采煤機(jī)：MG400/940-QWD；
　　破碎機(jī)：型號(hào)PCM-200；轉(zhuǎn)載機(jī)：型號(hào)SZZ-1000/400；皮帶機(jī)：型號(hào)DSJ-120/160/2×200；乳化泵：型號(hào)BRW-315/31.5L/min。
　　該面回采工藝為：割煤——拉架——移溜——掃浮煤；采煤機(jī)采用雙向割煤，即采煤機(jī)端頭斜切進(jìn)刀，反向割三角煤，然后上行（或下行）割煤，割透后同理斜切進(jìn)刀進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)割煤；隨采煤機(jī)上行（或下行）拉架、移溜距采煤機(jī)后滾筒分別不大于25米和不小于30米，拉架順序?yàn)殚g隔接力拉架；移溜彎曲段不小于30米，移工作面頭、尾時(shí)采煤機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　
　　二、影響生產(chǎn)的主要原因
　　
　　（除機(jī)械、電影響外）該面自2004年11月投產(chǎn)以來(lái)，一直產(chǎn)量不高，11月份試生產(chǎn)，月產(chǎn)量15.5萬(wàn)噸，12月份正常生產(chǎn)，但由于煤壁片幫，大塊煤多而影響了小班產(chǎn)量，12月份產(chǎn)量16.5萬(wàn)噸，采煤機(jī)無(wú)論是上行還是下行，均有大量的大塊片幫煤現(xiàn)象，不得不進(jìn)行停機(jī)糊炮或停機(jī)人工砸碎處理，而每次處理至少得5分鐘，同時(shí)這種頻繁起動(dòng)對(duì)工作面設(shè)備極為不利，每班處理大塊煤累計(jì)影響約1—2個(gè)小時(shí)，無(wú)形中產(chǎn)量減少25%左右，生產(chǎn)班的生產(chǎn)能力應(yīng)為4刀，而實(shí)際為3刀。
　　
　　三、頂板破碎、煤壁片幫原因分析
　　
　　造成工作面頂板破碎、煤壁片幫其直接原因?yàn)轫敯鍓毫Υ螅@有兩方面原因，一是上部有十六層煤柱（局部），二是支架支承能力不足。該面16層煤柱段在工作面104—114號(hào)支架附近，不會(huì)造成整個(gè)工作面的影響，而采場(chǎng)支架的受力，是上覆巖層運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，支架受力值的大小始終是與其所支撐的運(yùn)動(dòng)巖層范圍相一致的，當(dāng)煤壁推進(jìn)或放頂造成支架支撐的巖層范圍超過(guò)承載能力后，支架將通過(guò)自身的沉縮擺脫其影響，將超出的部分巖重移至煤壁和空區(qū)矸石兩端支承上，因而造成了煤壁處壓力值增大的現(xiàn)象，應(yīng)力主要集中在煤壁，造成控頂范圍內(nèi)頂板破碎，煤壁被壓疏，易片幫、大塊煤增加，進(jìn)而直接影響生產(chǎn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)立柱的初撐力及工作阻力，發(fā)現(xiàn)支架立柱有一半自泄現(xiàn)象，壓力值為0的有66個(gè)，占總的12%，在1—10Mpa的有19個(gè)，占所有立柱4%，而壓力值在10—19Mpa的有252個(gè)，占所有立柱48.9%，平均值為17.2Mpa。
　　另一方面，支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的一個(gè)原因，現(xiàn)場(chǎng)看到乳化泵壓為25Mpa，而實(shí)際應(yīng)為30Mpa以上，由于初撐力低，所以支架只能在“等壓”，在“等壓”的同時(shí)也就將上覆巖層的力傳到了煤壁上，從而造成了煤壁始終是壓力高峰區(qū)，而出現(xiàn)大塊煤片幫現(xiàn)象，也正是煤壁向外卸壓和表現(xiàn)。
　　正是由于支架的初撐力低，再有大部分支架立柱密封不好，竄液，使支架的初撐力及工作阻力均達(dá)不到正常要求，就不可能使支架在頂板大面積運(yùn)動(dòng)前保持高承壓的工作狀態(tài)，這種情況下，老頂不能及時(shí)切斷，從而將應(yīng)力傳遞到了煤壁承載，因而煤壁被壓疏，出現(xiàn)片幫，向外卸壓。
　　
　　四、改進(jìn)措施及效果
　　
　　通過(guò)以上分析，為了解決綜采工作面梁端距頂板破碎、片幫煤增多的現(xiàn)象，從而保證綜采工作面正常生產(chǎn)，我們采取了更換立柱，提高初撐力和及時(shí)支護(hù)措施，確保了支架對(duì)頂板的支撐能力，從而控制了頂板下沉，減輕了煤壁處的頂板壓力，而不出現(xiàn)大塊片幫煤和梁端距冒落現(xiàn)象，改進(jìn)后觀測(cè)立柱壓力值如下表，平均為31.4Mpa。
　　
　　由于支架工作正常，在生產(chǎn)過(guò)程中不用像以往那樣經(jīng)常停機(jī)糊炮處理大塊，同時(shí)工作面各種設(shè)備也不用頻繁起動(dòng)，生產(chǎn)處于良性循環(huán)狀態(tài)，提高了日循環(huán)數(shù)，達(dá)到了日產(chǎn)萬(wàn)噸的水平，于05年元月9日創(chuàng)造了日產(chǎn)10050噸，目前仍具備日產(chǎn)萬(wàn)噸能力，若運(yùn)輸及提升系統(tǒng)正常，該面將真正達(dá)到日產(chǎn)萬(wàn)噸水平。
　　（作者單位：雙鴨山礦業(yè)集團(tuán)東榮二礦）