炮采工作面不穩定頂板控制方法

楊煥勇

【摘 要】本文針對特殊地質煤層，提出了有效的炮采工作面不穩定頂板控制方法，實現了安全生產。

【關鍵詞】炮采工作面；不穩定頂板；控制

0 概況

鑫發煤礦一井為技改礦井，2013年10月份轉為生產礦井。礦井可采煤層為1#、5#煤層，現主采1#煤層，煤層厚度1.5m-2.5m之間，平均厚度1.8m，煤層平均傾角3°。煤層直接頂板為粉砂巖與炭質泥巖互層，為不穩定頂板，粉砂巖厚度0-3m，炭質泥巖厚度0.5-2.0m不等。底板為砂巖，厚度5m。1#煤首采工作面為5202面。該面面長75m，平均采高1.8m，推采長度260m，可采儲量4.5萬噸。由于工作面地質條件以及可采儲量等原因，只能采用炮采采煤工藝，工作面以粉砂巖和炭質泥巖互層的巖層為直接頂，在實際的回采過程中，放炮振動有害效應、端頭支護和地質構造特殊地點管理以及現場頂板管理不到位等因素的制約，給工作面頂板管理帶來較大難度。

1 保持頂板的原始應力狀態

保持回采工作面直接頂板的原始應力狀態，減小外來因素對其進行破壞，是對不穩定頂板進行有效控制的關鍵。

1.1 爆破作業管理

（1）從工作面內打眼爆破方面入手，控制好工作面打眼質量，合理布置炮眼，即將三排眼布置改為雙排眼布置，在不降低打眼質量的前提下，根據1#煤層的層理及節理較發育的特點，通過抵抗線的計算，將原定的炮眼間距適當加大。改造前后，每循環炮眼工作量降低20%，炮眼布置前后對比效果見圖1。

（2）特別控制好頂眼的裝藥量，頂眼裝藥量不大于0.2kg（即1塊乳化炸藥），不得多裝，以減輕爆破對頂板的沖擊。在適當加大間距的基礎上，維持原定的裝藥量，在一定程度上相應地降低炸藥單耗，通過測算炸藥單耗比原先下降5%。

（3）結合炮采工藝及不穩定頂板的實際，要求在連線以及一次起爆個數上做嚴格的要求，適當地減少了一次懸露頂板面積，為及時維護頂板爭取時間。

（4）通過加強放炮員的爆破技術業務教育，提高在現場的爆破作業水平控制好工作面打眼質量，合理布置炮眼。打眼時，使頂眼距頂板的最小距離不低于0.25m，且控制好其仰角，使其眼底距頂板距離不少于0.15m，防止打眼對頂板造成破壞，同時減輕爆破的震動影響。

1.2 工作面支護

確定工作面合理的支護參數，確保支護質量，嚴防工作面的不穩定頂板離層、脫落。

（1）確定工作面合理的支護密度：根據生產技術條件及直接頂板情況，經過計算支護密度，確定工作面單體液壓支柱排距為1.0m，柱距0.65m，最小控頂距3.3m，最大控頂距為4.3m。經公式推算以上支護密度滿足工作面支護要求。

（2）確保工作面單體液壓支柱的支護質量。支柱必須打在實底上，迎山有力，初撐力不低于90KN；工作面支柱柱、排距偏差為±100mm，局部空頂較大處必須及時補打臨時支柱，工作面漏液、失效支柱必須及時進行更換。工作面頂梁必須接實頂板，頂梁上背好條芭捆或木板皮，不得出現空肩現象，應使頂梁與頂板充分接實。

（3）在鉸接頂梁上方鋪設菱形塑料網是控制不穩定頂板有效的支護形式，菱形塑料網沿工作面煤壁橫向鋪設，頂梁與網之間加背條芭捆或板皮以防塑料網被擠壓斷開，由于不穩定頂板破碎程度不一，使用塑料網后，一方面防止工作面漏頂、冒頂，且對煤質管理起到積極作用；另一方面防止老空側破碎頂板冒落埋柱，造成回柱困難。

（4）放炮后，必須及時進行支護，工作面端面距不超過0.3m，縮短工作面頂板的懸露空頂時間，以防頂板下沉變形，工作面放完炮后攉煤期間，必須先掛頂梁支設臨時支柱支護頂板，以控制好面前頂板，保證面前進入面前攉煤時的安全。工作面端面距超過規定時，必須及時加支貼幫柱，控制面前端面距。

2 加強特殊地點頂板的管理

加強對工作面特殊地點頂板的管理，是回采不穩定頂板控制的重點。

2.1 回采工作面上下端頭支護是工作面頂板管理的重點

由于工作面上下端頭控頂面積大，造成壓力大，該處頂板受力變形易破碎，加之工作面上下兩巷沿頂板炮掘掘進期間，已對頂板造成了一定破壞，長時間還受到風化影響，強度較弱，易造成漏頂，因此，上下端頭放炮后，應及時將頂板暴露部分用菱形塑料網配合木板皮背嚴，并在面前超前缺口內支設好兩排支柱，以防止頂板冒落，影響工作面上下出口安全，同時在掘進期間就要加強對頂板的支護，使巷道頂幫錨網連成一體，在以炭質泥巖為直接頂巷道內要縮小錨桿的間距，從而保證工作面上下端頭頂板的整體穩定性，以便實現對工作面頂板有效控制。

2.2 工作面過斷層段頂板的管理是開采不穩定頂板的難點。

鑫發煤礦一井1#煤水平地質條件復雜，地質構造多，工作面斷層較多，對落差大致等于或小于煤厚的斷層，一般采取平推硬過的方法。在斷層處打淺眼、少裝藥、放小炮。對工作面過斷層前后地段強支護質量，架密支架，嚴密背頂，縮小控頂距。適當降低采高，盡量少破巖石，減少出矸量，對于頂板破碎，較難控制時，采取間套鋼梁的方法補強支護。

3 提高現場頂板安全管理水平

3.1 嚴格落實班隱患排查制度

生產區隊通過對現場的頂板狀況嚴格班隱患排查制度，當班發現的隱患必須及時處理，不能給下一班次埋下隱患。區隊制定嚴格的頂板管理制度，發揮質量驗收員的問題整改作用，對班長、放炮員、驗收員等工種人員的進行加強管理，提高每名員工技術操作能力，按照要求進行頂板支護，做到及時支護，增強頂板安全意識。

3.2 管理科室人員實行聯動機制。

安監部門負責對工作面頂板支護質量進行安全監督檢查，督促整改，嚴格考核制度；技術管理部門負責對工作面礦壓觀測記錄、監測情況作進一步分析，改善頂板支護參數，做好工作面回采頂板動態監測總結，為以后的回采積累經驗。

4 結語

通過采取有效的頂板管理措施，工作面回采期間，不穩定頂板未出現過漏頂、冒頂事故，頂板支護狀況良好，為實現安全回采打下了良好的基礎。

[責任編輯：丁艷]