回采工作面破碎頂板的支護技術及末采安全措施的研究與探討

王安順

摘? 要：煤層是十分不穩定的，因而在煤炭采集的過程中受地理位置和地質結構的影響很容易出現安全問題，其中回采工作面破碎頂板破碎就是一個常見的安全問題。為了能夠確保采煤安全，文章就回采工作面破碎頂板支護技術的應用和關聯安全措施實施問題進行探究。

關鍵詞：煤礦開采;回采工作面;破碎頂板;支護技術;安全措施

中圖分類號：TD35? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）14-0127-02

Abstract： The coal seam is very unstable， so it is easy to have safety problems due to the influence of geographical location and geological structure in the process of coal collection， in which the broken roof of the mining face is a common safety problem. In order to ensure the safety of coal mining， this paper probes into the application of broken roof support technology in mining face and the implementation of related safety measures.

Keywords： coal mining; mining face; broken roof; support technology; safety measures

開采煤礦石是我國社會經濟發展的重要項目，但是從發展實際情況來看經常發生的煤礦開采事故為人類社會的進步發展造成了十分不利的影響。其中，煤礦開采過程中的工作面頂板事故是主要事故類型，基于末采中的回采面往往具備獨特的支護屬性，在煤炭資源開采的過程中只有選擇了正確的頂板支護，才能夠有效保證煤礦施工的安全性、穩定性，并促進支護結構的延伸發展。

1 煤層頂板分類

煤層頂板性質和煤層的沉積環境存在密切的關聯，頂板的巖性性質直接關系到煤層頂板的承載力和垮落特點。煤層綜采工作面，頂板包含硬頂板、復合頂板、破碎頂板、穩定頂板四種類型。堅硬的頂板一般不會因為煤層垮落而破碎，但是頂板會出現較高距離的空頂，空頂的不穩定會出現掉落現象。復合頂板是一種直接頂板，在施工人員不仔細觀察的情況下很難發現直接頂板，在其垮落之后會混入到煤層中。破碎頂板是煤炭資源采集之后出現的大面積垮落頂板，這種類型的頂板增加了開采煤炭的灰分。煤層頂板使用過程中會出現涌水現象，具體如圖1所示。從實際施工操作上來看，導致煤層頂板出現事故的原因主要包含以下幾種：第一，采煤地質的影響。煤層的安排往往不是固定的，在具體的采煤操作中會受到地質的限制。在地質結構復雜的情況下一些風險因素是不可預測的。第二，采煤技術的影響。從實際施工操作來看，多數小煤礦的生產追求的是片面經濟效益的實現，因而在具體施工操作中會應用一些成本費用較低的采煤技術，這些技術的稍有使用不當就會引發安全事故。同時，采煤機工作時需要必要的支護處理，在支護不及時的時候，采煤工作面在回柱放頂的時候就會出現冒頂事故。

圖1 煤層頂板的涌水現象分析

2 回采工作面破碎頂板的支護技術

在對破碎頂板進行支護操作的時候會涉及三種支護方式，分別是棚子支護、帶帽點支護、密集切頂支護等。在回采工作面破碎頂板支護的時候具體選擇怎樣的支護方式需要相關人員在事前了解施工頂板的應用條件，特別是要綜合考慮梁的基本布置方式，通過科學合理的選擇支護方式來有效減少冒頂現象的發生。結合回采工作面頂板破碎的原因，在對破碎頂板實施支護操作的時候要著重注意以下幾個方面的問題：

第一，在預設單體支護流程范圍內需要在規定好的破碎頂板方位內進行回采。首先，在查驗好的破碎頂板內部設定出掛梁，并及時進行打柱處理。其次，選定好適合尺寸的模板去插現有的頂板。最后，在采納特有追擊支護之后去修復回采面含有的破碎頂板。第二， 應用先進的超前支護方式。超前支護方式是在實際切割操作之前預先設定出在冒頂方位內的支護，目的是縮短之前的冒頂概率。之后應用在現有的頂板方位內部打出大約在50mm的特定煤孔。在打孔操作的時候預設的圓鋼不能夠超過2200mm的長度。通過這樣的操作方式不僅能夠維護好現有的支護結構，而且還能夠提升回采成效。第三，在現有的回采面內部注重范圍較大冒頂操作和頂板破碎的現象，沿著現階段所擁有的煤壁來預設出新的切眼路徑。通過這樣的方式在較小的距離內選擇適合的板梁。

3 回采工作面破碎頂板末采的安全措施

3.1 末采的回采工藝分析

第一，將工作面采高的高度要嚴格控制在2.2m左右，在距離停踩線5m到13m的位置上進行金屬網的布置。第一道金屬網在布置的時候需要適當的縮小長度，目的是方便掛網人員操作。在移動支架的時候需要借助兩邊的護幫托住金屬網，之后增大支架的立柱，避免在移動支架的時候金屬網發生位移。第二道金屬網在布置的時候需要和第一道金屬網實現橫向對接。第三道金屬網在搭建的時候也需要和第一道金屬網進行對接。第四道金屬網和第二道金屬網進行對接。金屬網一般會選擇上下錯層鋪設的方式，錯層的間隔距離為500mm。金屬網在使用的時候從工作面到短邊的搭接長度為100mm，長邊的搭接長度為200mm。第二， 在距離停采線還有6m到7m的時候進行工作面鋼絲繩的鋪設，在支架頂梁最前端距離停止線3.3m的時候，停止支架的移動。第三，在回采工作面推進到規定的停止線位置上的時候，需要及時撤回工作面內部的支柱，并將停采線最后三排的支柱由木柱替代。

3.2 末采安全措施

第一，末采工作面上順槽到距離末采位置有10m左右的時候需要進行末采操作，整個末采操作都需要嚴格按照施工規劃進行。第二，在末采期間，回采工作面要嚴格按照施工規定進行作業，并在具體的施工操作中做好末采工作面的安全管理。第三，各個工種在開展施工作業之前都需要進行必要的檢查，通過檢查來消除一切影響施工和檢驗工作開展的安全隱患。第四，施工人員在進入煤幫作業之前需要將支架空頂的間隔距離收縮到最小的狀態，之后立刻伸出前面的探梁，安排專門的人員閉鎖采煤機，打開滾筒離合器，最后完成停電操作。第五，施工人員在距離施工作業點5m的位置上要進行規范的支架操作，并安排專門的人員看護底板的煤幫變化情況，在發現問題之后及時撤離人員處理問題。第六，在頂板壓力比較大的時候，需要施工人員及時支設貼幫柱。同時，工作面在支設貼幫柱的時候需要做好支架的牢固處理。第七，末采拉近工拉架操作的時候需要提前做好降架處理，確保頂梁能夠順利離開頂網。

4 撤架的頂板支護操作

掩護支架一般會設置為兩個，一個安排在出架的通道位置上，另外一個安排在支架原支護空間的下部分。支架的設定將以往的空間挑梁維護改變為支架維護，目的是在施工的過程中減少挑梁的維護工作量，通過減少鋼梁的移動來增強支架設置的安全性和穩定性。在支架撤出之后，支架在頂板壓力作用下會不斷下沉，這個時候出架通道的兩個掩護支架會向前移動，在距離放頂線2m的位置上額外添加一個錨索加固頂板，讓出架通道和頂板之間相差4m垮落，從而為后續掩護支架的移動創設更多有利的條件支持。

在撤架操作支護的過程中要著重注意以下幾個方面的問題：第一，為工作面的回止線設定好提前的標志，目的是為煤炭采集隊的回撤提供支持。第二，在回撤之前，需要相關人員對整個巷道支架進行必要的加固維護處理，目的是確保巷道支護的質量安全。第三，在拆架操作的時候需要施工人員密切觀察頂板的情況，在頂板出現跟隨下沉或者傾斜現象的時候及時停止降架操作，根據需要可以適當的提升鎖緊支架。第四，在頂板破碎段支架拆除之前需要施工人員體現對支護結構進行加固處理。第五，在回撤單體柱的時候如果頂板的壓力較大，則是需要應用專門的拉繩拴在單體柱卸壓棒上，并將栓好的撤柱繩套和絞車鋼絲繩連接在一起。

5 結束語

綜上所述，煤礦的開采是影響社會經濟發展的一個重要項目，煤礦事故的發生為社會發展產生了不利的影響。從以往的經驗上連卡，采煤工作面板事故的發生具有很強的規律性，綜采工作中頂板控制操作并不是簡單的完成頂板支護工作，而是需要根據頂板的巖土性質、開采需要來制定出有針對性、綜合性的技術工作。在頂板支護操作中有時候需要完全控制頂板，目的是避免出現頂板垮落現象;有的時候需要提前進行大面積的垮落頂板;有的時候需要在承受部分壓力的情況下完成支護施工。為了能夠減少回采工作面破碎頂板毀壞對末采產生的不利影響，在煤礦開采的過程中需要相關人員應用合理的破碎頂板支護技術，不斷優化回采工藝。

參考文獻：

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