大采高綜采面煤壁片幫控制技術分析

賈曉峰

(山西省煤炭建設監理有限公司，山西 太原 030012)

引 言

隨著我國社會經濟的高速發展，針對煤炭能源的需求量也在不斷增加。在這種背景下，各大煤礦企業紛紛采用先進采煤技術和相關設備，有效提高了采煤工作效率和質量。其中大采高綜采就是應用非常廣泛同時實用效果良好的一種方法。需要注意的是，在實施大采高綜采的過程中，很容易形成煤壁片幫，一般情況下煤壁片幫的發生率會隨著煤層開采高度的增加而變大；一旦出現煤壁片幫，就會嚴重影響到采煤工作的正常開展，給正常的生產運輸造成極大障礙。因此，在進行大采高綜采的過程中，要注意避免出現煤壁片幫。在進行大采高綜采的過程中，隨著煤層開采高度的增加，發生煤壁片幫的機率也會相應變大。由于煤壁片幫對于大采高工作會產生直接的影響，導致正常的生產、運輸難以有效開展。另一方面，煤壁片幫的出現還會對采煤過程中的頂板產生不良作用，具體表現為促使工作面頂板裂隙的進一步發育，這將導致支架出現受力不均；如果這種情況無法得到有效控制或者糾正，礦井內支架就容易受到嚴重損壞，當其達到某一程度，就會導致頂板發生崩塌，這無疑將直接威脅到工作人員的生命安全?；诖耍枰槍Υ蟛筛邨l件下綜采工作面產生煤壁片幫的原因進行分析，在此基礎上得出預防或者控制煤壁片幫的對應措施和方法，維護正常的生產秩序以及工作人員的生命安全。

1 影響大采高綜采工作面煤壁片幫出現的主要因素分析

1.1 采高的影響

大采高綜采作業過程中工作面的采高對于煤壁片幫的產生具有直接影響。根據相關資料以及大采高綜采的實踐經驗，當大采高綜采工作面開采高度增加，工作面頂板所承受的壓力出現增大，同時還會導致前方煤壁承受的壓力也會隨之增加。這種力度的變化導致工作面內部壓力出現失衡，使得煤壁片幫的發生率出現大幅上升?；诿禾孔陨淼奶匦?，在一定范圍內煤炭從總體上處于極限平衡狀態，但是在大采高綜采過程中，煤壁前方要承受強大的支撐壓力，這一變化導致煤層原有的力度平衡被打破，進而引發煤壁片幫的發生[1]。

1.2 煤層節理發育的影響

在實施大采高綜采過程中，工作面前部的煤層具有一定特殊性。具體來講，工作面前部的煤體存在明顯的不連續性，同時也具有一定的轉化性。這種特點使得工作面前端的煤層如果其自身裂隙較少，就會具有明顯的各向的差異性。如果煤層存在較多裂隙，就會表現為相同的方向，這一特點使得煤層的強度明顯下降。因此，當煤層受到破壞，其整體性也就很容易被破壞掉，繼而產生煤壁片幫。

1.3 工作面推移速度的影響

在實際采煤過程中，工作面推進的速度也是影響煤壁片幫產生的原因之一。一般來說，工作面推移速度過快，產生煤壁片幫的機率就會下降；如果工作面推移速度較慢，出現煤壁片幫的可能性就會上升。之所以會出現這種情況，在于當工作面推移速度加快，就會降低對支撐區域的力度影響，也可以避免對煤體產生長時間的壓力作用，這種變化將有助于避免煤壁片幫的發生。

1.4 停采時間的影響

根據已有的開采數據以及相關的研究成果，礦井內部工作面頂板發生下沉的機率與工作面停止前進的時間存在一定關系，具體來講，如果礦井內部工作面停止推進的時間越長，那么對應頂部發生下沉的機率也會隨之上升。此外，煤層內部一般不會呈現出絕對的平整，因此當其受到外力作用，對應部位就會發生凹凸之間的融合，這個過程將導致煤體之間的摩擦增加；如果出現足夠大的位移，對于相應部位煤體的約束也會消失，進而導致煤壁出現大幅下沉，部分情況下還會出現嚴重的煤壁片幫。

1.5 支架支撐力不足

在礦井內部進行大采高綜采的時候，工作面上部的壓力主要由前部的煤壁以及支架承擔，因此，當支架的支撐力度達不到實際需要或者出現破損進而出現支撐力不足，這種情況下頂部的壓力將由工作面前部的煤體承受，而煤體的強度和韌性都是比較有限的，因此，一旦工作面前部的煤體所受壓力大于其承受限度，就會出現大范圍的垮塌，也就是煤壁片幫。具體來講，礦井內部的支架多為液壓支架，其支撐力多由液壓泵提供，因此液壓泵壓力不足，就會導致支架整體支撐力下降；此外，支架支撐不合理或者支架自身質量不達標或者針對支架的維護不到位，都會影響到其支撐力情況，因此也是導致煤壁片幫發生的相關因素。

2 規避大采高綜采面煤壁片幫的應對措施

2.1 在煤壁頂端增設防片幫板

在實際采煤過程中，為了有效避免煤壁片幫的發生，可以在針對對應部位安裝防片幫板，一般講護幫板放在采煤機前一到二個架次，這有助于保護工作面強的煤壁，增加其支撐力和穩定性，降低采煤工作對其的影響，降低煤壁片幫發生的可能性。研究結果顯示，安放護幫板對于避免煤壁片幫具有非常關鍵的作用，安裝有護幫板的地方比沒有安放的地方發生煤壁片幫的機率小于3倍。

2.2 對煤壁進行加固

在開采過程中遇到特別松散的煤層，為了有效預防工作面推進過程中出現嚴重煤壁片幫，可以采取有效方法對煤壁進行強化，增強其整體性強度和穩定性，這有助于降低煤壁片幫發生的可能性。

2.2.1 化學加固

化學加固主要適用于煤壁節理發育比較完善的部位，此外如果工作面頂板需要承受較大壓力或者對應地質構造發生嚴重破壞的地區一般也可以采用化學加固。在具體實踐過程中，要按照相關的施工規定和流程在對應部位進行鉆孔，這是為了后續注入漿液做準備的。在此基礎上針對鉆孔安裝對應的注射裝置和封孔措施，注入煤層內部的液體能夠有效強化其整體穩定性，避免在工作面推進過程中產生煤壁片幫[2]。

2.2.2 錨桿加固

錨桿加固一般用于煤體自身穩定性較好的區域。在具體操作環節，選用2 m長的錨桿配合相對應的樹脂等針對煤層進行加固。通過錨桿加固，有助于增強煤體整體性的穩定性，同時還可以起到提高支撐力、降低摩擦帶來壓力的作用，繼而避免煤體出生下滑。

2.3 增快工作推移速率

由于工作面推進速度過慢會增加煤壁片幫的發生率，因此，在具體的開采過程中，要結合礦井內部的具體情況以及采煤機的具體工作情況，合理提高采煤工作面的推進速度。這種情況下，煤壁所受壓力將得到有效降低，同時還可以減少工作面頂板的下沉，進而有效降低對應工作區域發生煤壁片幫的可能性。

2.4 及時進行支護

在實際采煤過程中，要積極做好相應的支護措施，這是確保工作面頂板穩定性的主要措施，有助于降低頂板發生下沉以及相應的煤壁片幫的可能性。在實施支護的過程中，要堅持對應的工作原則，做好支架的移動，避免在支架移動過程中出現支撐力空缺?？茖W有效的支護能夠有效實現對工作面頂板壓力的支撐，這可以降低煤壁受壓力，進而降低煤壁發生變形、損壞的可能性。

3 結語

工作面煤壁片幫作為開采中的多發事故，不僅會影響生產的正常開展，還會對工作面頂板造成影響，加劇頂板裂隙的發育并使得支架出現受力不均現象，嚴重的甚至會致使支架部件受損而導致頂板事故發生，對作業人員生命安全造成威脅。因此，一名合格的煤炭技術人員，必須充分聯系實際生產需求，以不斷進取的精神投入到相關技術與措施的探究中，為煤炭行業的長久持續發展提供助力。