综采工作面破碎顶板控制技术的探讨与应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 综采工作面破碎顶板控制技术的探 讨与应用 摘 要综采工作面破碎顶板控制 是工作面循环作业中的重要环节，针对 不同类型的顶板，采取相应的控制技术 和措施，是确保工作面正常循环的有效 途径。本文对综采工作面破碎顶板控制 进行分析，并提出顶板的综合控制技术。 中国论文网 /1/view-12796791.htm 关键词 综采工作面 破碎顶板 控制技术 中图分类号：TR96 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）19- 0237-01 兴山矿位于黑龙江鹤岗矿区北部， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 距鹤岗市区 4km，东部以益新煤矿矿界 煤柱为界，西部以煤层露头为界，南部 以 5 号勘探线为界，与益新煤矿及新岭 煤矿相邻，北部以 18 号勘探线为界， 井田走向长 3.5km，宽 1.775km，面积 6.213km2。现矿井投产首个 4.5 米采高 综采工作面 29-3 层，该工作面上层煤 为 29-2 层，与 29-3 层 1-8 米，区内断 层较多，受断层影响，常发生 29-2 层 与 29-3 层混层现象，致使 29-3 层工作 面回采顶板破碎，稳定性差，如何控制 顶板成为该面达到高产面的关键。综采 工作面顶板控制的关键是端面顶板的维 护与控制，因为端面顶板基本属无支护 区，是工作面顶板控制的最薄弱环节.找 出控制方法.对安全生产有重大意义。 1 概述 近年来，随着采煤工艺技术的改 革和发展，产量和回采工作面机械化程 度有较大幅度的提高，特别是厚煤层综 采工作面采用了一次采全高放顶煤新工 艺，使矿井进一步向高产、高效合理集 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 中化生产发展，从而对矿井巷道，尤其 是对综放巷道提出了较高的维护要求。 由于综采工作面大型设备的投入使用， 相应要求工作面巷道的断面要加大，开 采深度要加深，这样将造成巷道矿压的 增大，形成顶板破碎的情况增多，如果 措施不得当，综采工作面会经常发生架 前冒顶事故，严重影响和制约综采高产、 高效优势的发挥。 2 破碎顶板的控制 2.1 支架选型 煤层顶板不稳定，工作面尽量选 择前梁具有伸缩性能并带有护帮板的支 架，采煤机通过后立即前移支架或及时 打开伸缩梁和护帮板，支护刚暴露的顶 板煤帮，伸出伸缩梁，最大限度缩小端 面距。若煤壁片帮严重，可在采煤机割 煤前拉架，将支架前梁移至煤帮，即超 前支护，这一方法在破碎顶板管理中也 极为有效。 2.2 顶板铺金属网 破碎顶板在进入顶梁上方时已很 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 破碎，且在顶梁上方形成厚度不等的浮 矸层，移架时，浮矸从架间及端面漏下， 也可造成端面冒顶扩大；铺顶网能使破 碎顶板形成一个整体，达到改善顶板之 功效。顶网一般铺双层，这对顶板管理 有以下好处：防止架间、端面漏矸， 改善顶梁与顶板的接触状态；有利于 提高平均支护强度及围岩刚度；有利 于防止煤壁少片帮，减少片帮深度。 2.3 带压擦顶移架 当采用正常操作程序降架移架很 难保持破碎顶板的完整性时，应采取带 压擦顶移架。移架时，先启动推拉千斤 顶，再逐渐卸载，使梁与顶板保持一定 的支撑阻力，带压前移。这样顶板不会 出现明显松动，可有效控制顶板。 2.4 安设初撑力保证阀 人工操作移架时，为提高移架速 度，常因供液时间短，支架初撑力达不 到额定初撑力。安设初撑力保证阀后， 即使松开操作手把，支架仍可继续增压， 直到达到额定初撑力后，才停止供液。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 3 综合顶板控制技术 3.1 铺顶网 因工作面顶板破碎、整体性差， 在支架顶梁上铺金属网，以增加顶板的 整体性。金属网规格：0.8m10m，网 格 50mm50mm。同时，为增加网的硬 度和弹性，防止支架顶网影响移架，采 用 2.2mm 冷拔丝编制。在工作面顶板 较好地段铺单网，顶板比较破碎、压力 比较大地段铺双网，以增加金属网的整 体强度，防止移架或顶板冒落撕网。 3.2 铁锚杆控制 观察工作面煤壁片帮过程，不论 是构造裂隙还是采动影响所致，其片帮 方式有 3 种：沿弱面向自由面滑落； 随进刀而冒落；煤壁受压劈裂出现 裂隙面后逐层向外位移变形，达到极限 而滚落。但不论哪种方式，煤体的片帮 运动矢量都可以分解为铅垂向下和水平 向外。因此，只有有效地在自由面控制 煤体向下、向外的位移活动，使切顶线 由煤壁逐渐向采空区转移，恢复到支架 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 顶梁后端，才能控制工作面煤壁侧片帮、 漏顶的发生。基于上述分析，同时考虑 采煤机的截割问题，采用木锚杆超前加 固破碎带煤体，变被动维护为主动维护。 3.3 煤岩体化学注浆加固 其原理就是利用化学浆液来充填 和固结围岩（或煤层）的裂隙面，提高 围岩整体性，充分发挥围岩整体承载能 力，保持围岩稳定，参与巷道围岩内应 力平衡。工作面回采过程中，该技术主 要用于过断层时上、下端头及工作面顶 板破碎带的加固支护，主要采用的是波 雷因化学加固材料。该材料具有高度的 黏合力和很好的机械性能，注射进地层 以后，低黏度混合物在几秒钟内渗透进 入细小的裂缝后膨胀，从而有效地加固 和密封处理区域。注浆孔布置：注浆孔 布置在端头巷帮和工作面破碎带煤壁， 开口位置距顶板 0.5m，仰角 20，孔径 32mm，孔深 4m。注浆顺序：为防止孔 与孔之间串浆，采用间隔孔打眼注浆顺 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 序。注浆量为 200 千克/孔，可根据实际 情况调节注浆压力，注浆终压为 35MPa。 3.4 挑顺山梁 割煤后，新暴露的顶板在短时间 不会冒落，只是在支架卸载前移时才可 能冒落。这样，就可以采用挑顺山梁的 方法，先移顶梁完整处的支架，移架时， 在所移支架前梁上沿平行工作面方向放 置 12 根长 34m、直径为 180mm 木 梁，挑住附近不完整的顶板，然后再移 顶板破碎处的支架。 3.5 架走向棚 当工作面顶板随采随落后，冒落 的面积较大，采用挑顺山梁的方法来不 及支护，而且顶板条件也不允许把前梁 降下来放顺山梁时，可以在相邻支架间 超前架设“一梁二柱 ”或“一梁三柱”走向 棚，在走向棚下面再架设 12 架临时 顺山抬棚。顺山棚梁应同时托住 3 架走 向棚梁，这样就可以将走向棚及顺山抬 棚的支柱撤出，支架在顺山梁和走向梁 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的保护下前移。 3.6 架走向梁 在煤壁靠顶板处挖梁窝，将走向 梁的一端架在煤壁上，另一端架在支架 的顶梁上。如果煤壁容易片帮，在煤壁 上不适宜或不能挖梁窝时，可靠近煤壁 打一临时贴帮柱。 3.7 合理调整移架工艺和工作面 采高 对移架工艺进行调整，正常情况 支架与输送机留 1 个截深的距离，割煤 后即进行移架支护顶板，一次移架到位。 顶板破碎或煤壁片帮比较严重时，可超 前移架，于割煤前移架提前支护顶板。 另外，移架时带压擦顶移架，让支柱仍 保持一定的工作阻力，使顶梁贴着顶板 擦顶前移，一定程度上减轻移架时顶板 岩层的活动，减少由于移架而造成的顶 板破坏。控制工作面采高在 3.0m 以上， 使支架达到较佳支护状况。沿顶底回采 时，为防止留设的顶煤冒落后造成梁端 空顶，尽量减少留底煤，防止支架陷底 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 造成拉架困难。从现场经验看，类似条 件下的综采工作面设计采长不宜超过 200m，最佳采长在 1701