采煤工作面初次放頂煤的技術與管理措施探析

摘要：綜采工作面初次放頂容易造成工作面頂板事故，給工作面的安全生產帶來不安全因素。因此，加強初次放頂期間的技術與管理工作對于保證工作面的安全生產具有十分重要的作用。

關鍵詞：采煤工作面 初次放頂 技術控制措施 頂板處理工藝 管理措施

綜采工作面初次放頂包括兩個階段，第一階段從開切眼開始推進到直接頂跨落；第二階段是直接頂跨落到老頂第一次跨落。如果在工作面初次放頂期間加強工作面的礦壓觀測，并根據礦壓觀測的結果分析并加強工作面的頂板管理，正確進行頂板來壓預測預報、保證工作面支架和單體支柱的有效支撐能力，應該可以防止頂板事故的發生，保證安全生產。

1 初次放頂期間的技術控制措施

1.1 初次放頂期間的頂板控制

1.1.1 對直接頂的控制措施 在初次放頂期間，對直接頂必須采取“限定變形”的準則，即最大限度地保證直接頂與老頂不出現較大的離層，在控頂區內保證直接頂完整，不產生臺階下沉。一是防止直接頂破碎發生漏冒和回柱時頂板跟下傷人；二是防止因老頂來壓時，對直接頂產生沖擊，造成切頂垮面。這就要求采面從切眼推進開始，狠抓初排支柱的初撐力，每次放頂回柱前對支柱進行二次給壓，以保證支柱的有效支撐能力。根據煤礦多年井下管理經驗，支柱有效支撐能力的保證條件主要體現在支柱的維修質量和支柱的支設質量；這表現在三個環節上，即泵站壓力不應低于15Mpa；底板松軟要穿鞋；每班對初排支柱進行二次注液。只有保證了支柱的有效支撐能力，才能使支柱在“限定狀態”下工作，使直接頂的狀態由支架限力限定，把頂板下沉控制在支柱縮量和頂板允許彎曲值以內，不發生頂板破碎冒頂事故。

1.1.2 對老頂的控制措施 在初次放頂期間，直接頂初次垮落到老頂初次垮落階段，不但要管好直接頂，而且主要是抓好老頂的控制，隨采面推進。老頂達到極限跨度而撓曲、下沉，直接頂也隨之下沉。

根據這一動態，綜合礦壓顯現規律及特點，對老頂來壓進行了預測、預報。在基本柱齊全并保證其有效支撐能力基礎上，使好戧柱和采用軟幫密集柱等特殊支護來提高支護強度使支架在老頂給定變形狀態下發揮作用防止大面積推垮工作面的事故，安全渡過老頂初次來壓階段。

老頂斷裂垮落后，作用于煤壁前方的支承壓力高峰向深部轉移，采面和上、下兩道礦壓顯現減弱，采面進入正常管理階段，初次放頂宣告結束。但仍要抓好直接頂的管理工作，防止局部冒頂事故發生。

1.2 初次來壓前的壓力顯現

1.2.1 頂板斷裂前煤壁方支承壓力顯現。采面從切眼推進后，當直接頂和老頂懸露面積達到一定跨度時，頂板下沉，作用在煤壁前方的支承壓力逐漸升高，上下兩巷距煤壁由里向外的頂板下沉速度逐漸增大。一般情況下頂板在煤壁前方斷裂，支承壓力高峰很快向煤壁收縮，上下兩巷頂板下沉速度又由外向里升高，大于一排時，說明頂板來壓隨即開始，伴隨這個過程，上下兩巷20m內兩幫側壓增大，支架斷梁，折柱增多，片幫加距，斷面縮小。

1.2.2 頂板斷裂前采面礦壓顯現。頂板若斷裂，支承壓力高峰向煤壁收縮，而一排的下沉速度大于末排，這就預示頂板即將來壓，當末排的頂板下沉速度又大于一排時，說明頂板來壓已經開始。同時，采面煤壁壓酥，打炮眼容易片幫，支柱阻力增大，支柱鉆底，頂板出現平行煤壁的裂紋、夾溝或臺階下沉，而且常伴有淋水現象。

1.2.3 頂板斷裂前采空區懸頂狀況。實踐證明，根據老頂巖梁活動的規律，利用礦壓觀測數據可知，堅硬頂板懸頂一般可達10刀×15m左右，最多可達20刀×30m，特別是上隅角由于錨索的應力，造成大面積懸頂存在，也極易引起瓦斯積存。

2 初次放頂頂板處理工藝的改進措施

2.1 沿邊界斷層掘開切眼 以往放頂效果不佳，是因為沒有創造頂板斷開形成弱面的條件，因此，在局部區段開采時向斷層方向施工，將斷層揭露形成頂板斷裂面，使空區頂板提前垮落，經生產實踐證明效果顯著。但應注意當切眼位于斷層上盤時此效果不明顯。

2.2 提高支柱初撐力 工作面單體支柱初撐力高，則頂板下沉量小，硬幫頂板不易斷裂下沉，運輸巷道減少冒頂，而提高支柱初撐力的關鍵是提高泵站壓力，將泵站壓力由原12MPa調至20MPa，頂板初次來壓時，硬幫沒有斷裂，僅局部機道頂板冒落，影響小。

2.3 利用沿空留巷條件，創造頂板弱面 該工作面回風巷為單巷布置，采用混凝土砌護巷墻方式，為利用頂板沿回風巷冒落弱面，可采取破壞護巷墻方式，使空區頂板沿回風巷逐漸向下冒落，頂板沿此處首先冒落，效果明顯。

2.4 采取有效防風暴措施 采空區頂板第一次垮落時，由于面積大形成極強的風暴，易造成人員傷害，因此，可采取用纖維編織袋裝煤粉，在采空區設緩沖垛，可對風暴瞬間沖出量起到明顯降低作用。

2.5 注水弱化頂板 如果在頂板堅硬情況下進行放頂，則宜采用注水弱化堅硬頂板，即在工作面回風巷仰斜向頂板鉆孔，并用注水泵等設備對鉆孔注水。在工作面巷道形成一條頂板高壓注水弱化面，使頂板在此線早期斷裂，達到提前放頂的目的。

3 初次放頂的管理措施

3.1 領導重視，層層抓管理 生產礦長是回采工作面頂板管理的第一責任者，主要職責職責是組織初次放頂領導小組，檢查初次放頂進展情況，解決初放面存在的隱患和問題，在頂板管理上負全面責任；礦總工程師負技術管理責任，使制定的規程措施具有科學性、先進性、針對性、指導性，并監督實施從技術上把好關。采煤隊主要職責是按規程規定搞好工程質量，加強管理，實現安全生產和文明生產。安全監督部門主要是監督檢查規程措施落實兌現情況，檢查安全隱患，并監督整改，把好安全關。技術、調度、供應等部門要各盡其責，做好業務保安。采煤隊長直接抓好安全技術措施的落實，嚴格執行規章制度。

回采工作面的放頂距離和方法要在規程中有明確規定，并由總工程師組織專業人員制定初次放頂安全技術措施。初次放頂的頂板冒落高度必須達到采高的2倍以上。

3.2 領導跟班，發現問題及時處理 依靠科技進步，采用科學手段，全力抓住作為初放主要矛盾的支柱初撐力，工作阻力的鑒定及現場整改，堅持研究、決策再兌現的循環工作。每個跟班的放頂領導小組成員必須熟知有關規定，如泵站壓力達到18MPa，要懂鑒定、會記錄、會分析，親自鑒定支柱的初撐力和工作阻力，切實掌握工作面的支護質量和頂板動態，做到心中有數。在初放期間要加強觀測，重點觀測區應放在靠近放頂線的末排支柱，異常段及有構造變化、懸頂、局部冒頂區等；特殊地點上下端頭、機、風巷超前支護，要采用巡回檢查，發現問題及時處理。觀測數據要齊全、完整、真實，對宏觀情況有重要記述，對存在的隱患可提出建議，放頂領導小組成員在原始記錄上簽字。放頂領導小組成員對檢查中發現的問題，立即在現場組織整改，如對初撐力未達到要求的支柱，采取二次補液等，確保支柱的初撐力和工作阻力。

3.3 組織學習、增強職工的質量意識 若人員素質不高，質量意識不強，管理工作跟不上去，再先進的技術，再好的措施也不能確保安全生產。近幾年，我礦在人員素質上狠下功夫，全礦從上到下組織學習，努力提高職工隊伍的技術水平，注重抓質量問題，隊干部經常給工人上質量教育課，增強了職工的質量意識，達到各負其責，從而保質保量地完成任務。為安全初次放頂工作起到了重要作用。

4 結語

頂板管理是煤炭生產中非常重要的一項基礎工作，它不僅關系到煤礦安全狀況，同時關系到煤礦生產經濟效益的提升，而采煤工作面初次放頂的技術管理則是加強頂板管理，減少頂板事故，保證安全生產的一項重要內容。

參考文獻：

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