綜采工作面末采頂板控制技術問題研究

郭世前

太原煤炭氣化(集團)有限責任公司嘉樂泉煤礦 山西太原 030204

1 末采頂板事故發生的根源分析

1.1 末采期間推進速度慢

當工作面推進不斷減速，就為老頂破斷下沉留下了足夠的時間，使得推進當中頂板沉降加劇，甚至還會造成壓架問題。例如，該礦41107面末采掛網以后，因沒有做好相應的設備檢修工作，使得故障屢次發生，再就是受到掛網的作用，兩天之內僅僅割2刀半，最終使得礦壓顯現加劇。該礦33209面一天總計掛網兩茬，施工非常緩慢，導致礦壓顯現加劇。

1.2 末采期間工程質量不高

如果工作面頂底板起伏比較明顯，影響到支架架型，前梁不接頂，增大梁端距，并導致架前冒頂的可能性提高；如果其采高不科學，會造成支架局部位置受到的作用力太高，從而對支撐效果產生負面作用。例如，該礦41107面壓架前工程質量相對較差，使得采高提前降低等。

1.3 回撤通道不科學

該礦41107工作面回撤通道來壓時，斷層的部位礦壓顯現比較突出，落差最高值與最低值分別為99米與38米。地表不平整決定著礦壓顯現情況[1]。所以，在布置回撤通道過程中，盡量不要經過那些起伏比較大的位置、上面存在大量煤柱的部位等。

1.4 回撤通道圍巖不牢固

該礦41107工作面施工到離回撤通道大約6m的時候，受壓力的作用。這個部位煤層里面具有大約0.27米厚的泥巖夾矸，另外，煤層中含水，泥巖遇到水以后會發生泥化，然后發生變形，同時在風干后還會龜裂，易出現片幫現象。頂板來壓時，塑性區恰恰處在夾矸的弱面中，當工作面貫通的時候，易導致網片、錨桿被破壞的問題。

2 末采頂板控制對策

2.1 工作面末采和支架回撤安全技術策略

工作面接近回撤時采高相對較低，掛網工序相對復雜，而且推進速度也不快。因此，結合41107綜采面回撤時壓架冒頂問題，采取以下措施：①取消工作面和回撤通道之間的調節巷；②提高回撤通道的高度，保證支架活柱的行程，切忌以降低采高的方式在回撤時來貫通；③布置回撤通道時要沿底板掘進，即將回撤之時，工作面要沿著底板割煤，充分保證工作面接底貫通；④掛網位置要根據頂板來壓情況來確定，不能根據柔性網長度來對掛網位置進行設定，換言之就是確保掛網時頂板沒有來壓；⑤通過更換立柱安全閥提高支架阻力，務必要對支架2個立柱同時更換，切忌只更換一個，以此保證支架頂梁受力均勻，提高支護效果；⑥正常情況下，工作面回撤時在貫通前3-15m的地方進行，但實際要根據來壓位置和來壓步距確定。

2.2 計算讓壓位置以及預測擬合

通過工作面平均來壓步距能夠對下次來壓的位置進行預測，但是不能準確預測周期來壓步距，因覆巖的情況、煤層變化情況發生相應改變，但規律不太明顯，一般末采貫通前按照之前的數據推測會出現一定的偏差[2]。鑒于此，觀測末采貫通前≤50m范圍的支架壓力，旨在對來壓實際情況進行分析，證實上述計算的數據準確與否。需要指出的是，在接近停采線前，工作面一定要放緩推進的速度，對來壓位置要提前進行預測，然后對比實際記錄到停采線前周期來壓步距，在實際的測試范圍里，一共有3次來壓顯現。工作人員準確預測了工作面回撤階段的來壓情況，采取有效的支護方式確保回撤時候工作面的安全。工作面回采等壓煤柱設置的實際寬度為7.5m，支架立柱的回縮量比較小，工作面來壓距離停采線1.4m結束。

2.3 末采生產管控方面

首先，讓壓開采，無壓貫通。末采期間，預先分析周期來壓步距、長度等相關情況，適當對推進快慢進行調整，確定更加良好的停采部位，以此調整頂板周期破斷步距，實現無壓力貫通。例如，該礦33209工作面在離回撤通道大約98米的時候，認真觀測礦壓數據發現，來壓步距均值大約是12米，持續長度約3.9米。當施工到離主回撤通道7米的時候停采（7小時）讓壓。然后接著推進，3刀后支架壓力大幅降低。從而使得回撤過程中避開了來壓的作用。其次，加速末采推進。該礦41107工作面與33209工作面末采推進比較緩慢，影響頂板事故有所增加。所以，今后應當采用諸多措施與技術，加速末采。這樣可以通過柔性網進行護頂。其網片強度較高，一次性鋪設，同時無須進行聯網，降低了停機掛網時間，明顯改善效率。截止現在，該方法已經非常普及。末采前，綜采隊認真編制相應的檢修計劃，嚴格進行檢修。再次，確保末采采高的科學性[3]。末采期間，采高與礦壓顯現存在正相關性。所以，合理的采高，能明顯降低礦壓顯現程度。并且還需要為支架提供相應的下縮量，有效緩解頂板突然下沉造成的負面作用。

3 結語

（1）該礦很多工作面都應用到了讓壓開采技術，目的就是確保基本頂能夠達到提前回轉，頂板來壓提前，且來壓持續長度減小，避免工作面和主回撤通道貫通時來壓。（2）通過分析工作面末采階段周期來壓規律和現場來壓情況，探討工作面末采推進到讓壓位置時，如果工作面將要來壓，就一定要采用讓壓策略；如果工作面沒有來壓并且讓壓之后也仍舊不來壓，就增加了工作面回撤時的危險性，就得加強對回撤通道的支護，避免發生事故。