淺談綜采工作面殘煤開采頂板控制與管理

摘 要：采煤工作面煤幫遇采跡、構造帶、導致幫頂破碎冒落是影響采煤工作面安全及施工效率的重要原因，文章分析殘煤開采過程中遇到的開采難度問題，落實采取針對性措施，加強殘煤開采中工作面煤幫幫頂控制程度，以解決殘煤開采中遇到煤幫幫頂破碎的問題，達到安全、高效、高產。

關鍵詞：破碎頂板；控制；推進速度；初撐力

采區概況

西安煤礦位于（吉林?。┻|源市西北部，地理坐標為東徑125°08′，北緯42°56′，距市中心4km。礦區有運煤專用鐵路與遼源站相連，并可通過貫穿市區的四梅公路，鐵路和遼營公路通往全國各地；西安礦現主采煤層為下煤，該煤層層理節理較發育，結構復雜。煤層頂板為白色粉砂巖和砂質頁巖互層易破碎，穩定性差，煤層底板有凝灰巖或安山質砂巖。由于受資源減少限制，現西安礦采煤工作面多為殘煤開采，工作面煤幫及頂板遇采跡破碎易冒頂，因此綜采工作面頂板控制的關鍵是工作面煤幫幫頂的控制。找出解決殘煤開采中煤幫過采跡、冒落帶的控制方法，對安全生產有重大意義。

1 煤幫遇采跡、構造帶、冒落帶影響生產的因素

1.1 地質因素

殘煤開采中工作面圍巖的穩定性、節理發育性、構造帶以及裂隙、褶曲等地質構造和遇采跡冒落帶是影響工作面煤幫穩定與否的主要因素；采煤工作面殘煤開采本身煤幫易冒落，并且采煤工作面采煤煤、巖層強度低，煤幫遇采跡或層理、裂隙發育，遇斷層構造帶都是造成殘煤開采中采煤工作面煤幫易冒頂的重要因素。隨工作面開采，煤層與圍巖相對穩定的力學結構遭到破壞，煤幫的煤、巖層頂板壓力通過煤幫釋放，煤幫煤層強度低，回采過程中煤幫過采跡時頂板本身破碎。煤層的構造帶、裂隙是決定煤幫強度的重要特征，構造帶、裂隙、采跡越多，煤層強度越低，煤幫越易冒落。地質構造帶易造成頂板破碎、易冒，構造帶與工作面夾角越小，揭露破碎帶越寬，對工作面煤幫的影響也越大，冒頂可能性也越大。工作面過舊巷、采跡時也極易造成工作面冒頂。

1.2 端面距

采煤工作面綜采支架前探梁到煤幫的控制距離叫端面距。采煤工作面的端面距越大，冒落程度隨之增加，但是工作面端面距越小，就可以控制工作面冒頂距離。其次加強煤幫管理，杜絕煤幫片幫超寬，也是縮小端面距不可缺少輔助因素。因此殘煤開采過程中，控制煤幫端面距，遇采跡前先采取預防性措施，就可以減少采煤工作面冒頂事故的發生。

1.3 工作面循環推進度

綜采工作面煤幫冒落程度與工作面每班的循環推進度有直接關系，工作面循環推進度與采場集中應力呈反比，工作面循環進度越快，工作面煤幫集中應力越小，煤體的變形系數減少，工作面正確管理好，不易冒頂。礦井綜采采場周期來壓步距5～15m，，綜采工作面平均日循環進度3.0米，按正規循環3.0米計算，保證正規循環后，采場應力集中區滯后采空區，工作面冒頂事故基本杜絕。所以工作面循環進度快與慢，對于冒頂影響起決定性作用。

1.4 支架初撐力

平均支護強度與冒落程度關系，對于我煤業公司殘煤上綜采目前在中國先例，根據我集團公司多年來在井下綜采工作面頂板礦壓觀測數據分析，綜采工作面采用全部陷落采煤方法，綜采的采場頂板壓力PI=25噸/m2，每個綜采支架載荷400噸，工作面每9.0m2一盤架子，支護強度：400噸/9.0m2=44.44噸/m2，綜采支架44.44噸/m2>綜采的采場頂板壓力PI=25噸/m2，綜采支架支撐力遠遠大于采場頂板壓力，完全符合采場支護強度，保證支架的支護強度首先要確定支架初撐力，保證泵站出口壓力不得低于30MP，杜絕供液壓管路液壓泄漏，在實踐中證明，綜采支架初撐力合格率平均只有75%左右，其主要原因：（1）多個綜采工作面共用一個供液泵，并且多支架同時供液；（2）泵站出口壓力不足30MP，供壓管路老化，管路維修不及時壓力泄漏，供液管路距離長；（3）綜采支架液壓柱管路接口膠墊損壞泄壓；（4）綜采支架供液、回液管路堵塞（5）工作面綜采支架閥組損壞更換不及時造成竄液（6）泵站工作管理不好，滿足不了工作面綜采支架所需壓力。

1.5 綜采支架支護狀態

綜采支架好的支護狀態，會提高支架對頂板的控制能力，控制冒頂事故發生。由于采煤工藝、偽傾角掌握不好，支架不垂直工作面，綜采支架間側護板控制不好，導致頂板漏貨，支架與頂板接觸不實，支架間錯差大頂板支護沒形成整體，都會降低支架支護強度，導致煤幫頂板事故發生。

2 煤幫破碎頂板的控制

2.1 支架選型

煤幫幫頂破碎不穩定，破碎鋪頂網能使破碎頂板形成一個整體，達到改善頂板之功效，保證支架與頂板接觸嚴密，開幫前超前使用臨時支護控制好煤幫，杜絕煤幫淌貨導致頂板漏冒，工作面開幫時，及時發揮前伸縮梁、護幫板的性能控制頂板、煤幫，最大限度縮小端面距。在頂板不穩定、破碎頂板管理中極為有效。

2.2 帶壓擦頂移架

當采用正常操作程序降架移架，很難保持破碎頂板的完整性時，應采取帶壓擦頂移架。移架時，使頂梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣頂板不會出現明顯松動，可有效控制頂板，從而使支架頂梁與頂板保持接觸嚴密，確保支架支撐強度。

3 結束語

西安礦由殘煤上綜采以來，由于采取了綜合防范措施，同時要求每個采煤工作面每小班的開幫推進度達到1.0m以上，使工作面頂板管理狀況得到改善，冒頂得到有效遏制，為綜采面在殘煤破碎頂板條件下開采降低了冒頂事故，實現安全高效生產。

參考文獻

[1]樊運策，等.綜合機械化放頂煤開采技術[M].北京：煤炭工業出版社，2003.

[2]陳炎光，錢鳴高.中國煤礦采場圍巖控制[M].徐州，中國礦業大學出版社，1994年.

作者簡介：楊洪杰 （1975.01-）男，吉林省洮南市，職稱：助理工程師 學歷：本科 采礦工程，研究方向：煤礦開采技術。