呂超杰

摘 要：復(fù)雜條件下做好綜采工作面端頭頂板管理直接影響全礦各項(xiàng)工作。綜采工作面受相關(guān)設(shè)備及地質(zhì)條件等因素影響，生產(chǎn)期間應(yīng)結(jié)合工作面的實(shí)際情況，合理制定相關(guān)的管理措施，使綜采工作更具可靠性及安全性。本文將鄭煤集團(tuán)裴溝煤礦作為研究對(duì)象，探究在復(fù)雜的施工條件下，綜采工作面端頭頂板管理方法。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜;綜采;端頭;頂版管理

0 前言

通過(guò)對(duì)礦井采煤工作的布置情況進(jìn)行了解可知大多數(shù)煤礦均采用走向長(zhǎng)壁布置形式，受煤層地質(zhì)條件及走向方位等因素影響，工作面走向在不同的區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)夾角情況。為了能夠有效處理該種情況，需要將一個(gè)新的切眼設(shè)計(jì)在出現(xiàn)夾角的巷道部位處，對(duì)工作面進(jìn)行重新布置?？刂撇擅汗に?，確保采煤工作面能夠完成整體旋轉(zhuǎn)。由于需要在極其復(fù)雜的地質(zhì)條件下對(duì)工作面進(jìn)行處理，應(yīng)采用合理有效的處理方法，由于工作面會(huì)出現(xiàn)一次安裝及一次撤除情況，進(jìn)而增加了安裝的難度，延長(zhǎng)了工期，對(duì)礦井的總體產(chǎn)量造成了較大的影響。為了降低礦井的煤炭成本，需要對(duì)資源進(jìn)行最大化的回收，確保材料人工成本能夠得到大大的節(jié)約。

1 概況

裴溝煤礦作為鄭煤集團(tuán)中的骨干礦井，建成投產(chǎn)的時(shí)間為1966年3月，現(xiàn)階段共有4個(gè)采區(qū)，由于開(kāi)采的時(shí)間較為久遠(yuǎn)，4個(gè)采區(qū)均位于-110m水平以下位置。煤礦的綜放工作面位于煤礦32強(qiáng)力運(yùn)輸下山東側(cè)位置，北部位置與32011綜放工作面采空區(qū)相鄰，南部位置與32051綜放工作面相鄰，東部位置存在宋大鐵路線保護(hù)煤柱，終采線與強(qiáng)力膠帶下山之間的距離為324m，工作面的長(zhǎng)為1295m，寬為144m，斷面為15.1m2的36U型鋼支護(hù)存在于工作面的兩項(xiàng)位置處。隨著礦井開(kāi)采工作的不斷加深，促使巷道中的壓力不斷增大，引發(fā)各類頂板支護(hù)問(wèn)題的產(chǎn)生，以工作面端頭頂板管理問(wèn)題最為突出。工作面中的采煤方法為綜采放頂煤一次采全高及偽傾斜走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，在對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理時(shí)主要是采用全部垮落法進(jìn)行處理。將型號(hào)為ZFZ-3600/19/28DA的支架用于切巷中間位置處，將ZFG-4000/21/30P型綜采液壓支架放置在端頭位置處，來(lái)此來(lái)完成支護(hù)工作。

為了提升工作面頂板的施工效果，提升頂板的完整度及平整度，避免出現(xiàn)掉頂及漏頂情況。同時(shí)為了能夠滿足回采的需要，應(yīng)有效支護(hù)工作面兩端頭的頂板，以確保人員行走及空間通風(fēng)的可靠性及安全性。工作面受“三軟煤層”、復(fù)合型頂板及構(gòu)造等因素影響，進(jìn)而引發(fā)強(qiáng)烈頂板壓力的出現(xiàn)，增加了正常生產(chǎn)管理工作的難度，現(xiàn)已出現(xiàn)較大的頂板壓力，給正常生產(chǎn)管理工作的高效實(shí)施及開(kāi)展造成了極大的影響，為了提升兩端頂板管理效果及質(zhì)量，應(yīng)提出合理化的工作面頂板管理措施。

2 復(fù)雜條件下綜采工作面端頭頂板管理方法

2.1 精細(xì)化控制采煤工藝

在初期階段，僅是在工作面上安裝了127架ZZ4400型液壓支架，30架ZY2800-09/20型液壓支架，5節(jié)高檔支護(hù)機(jī)尾，對(duì)工作面機(jī)頭推采56m的同時(shí)，對(duì)調(diào)采機(jī)尾進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在前期階段，需要對(duì)液壓支架進(jìn)行邊回采邊回撤，邊回采邊加液壓支架需要在后期進(jìn)行，最后改造機(jī)尾段縮面。應(yīng)做好以下幾方面內(nèi)容：第一，在對(duì)工作面進(jìn)行初采期間，將工作面運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭作為圓心，調(diào)采機(jī)尾194m，工作面在對(duì)頂板進(jìn)行維護(hù)時(shí)，主要是采用高檔及綜采混合支護(hù)方式來(lái)進(jìn)行，包括19架液壓支架，25套溜槽。第二，工作面的機(jī)頭推采的長(zhǎng)度為58m時(shí)，機(jī)尾的推采長(zhǎng)度為235m，在對(duì)機(jī)尾進(jìn)行繼續(xù)調(diào)采時(shí)應(yīng)以機(jī)頭為圓心，當(dāng)機(jī)尾調(diào)采工作面的不斷延長(zhǎng)，應(yīng)配置19架歲隨采隨挺ZZ4400B-15/33型液壓支架，21套溜槽。第三，工作面的機(jī)尾迪調(diào)采長(zhǎng)度為374m時(shí)，工作面會(huì)隨著推采而不斷的縮短，需要14架ZZ4400B-15/33型液壓支架，16套運(yùn)輸機(jī)。工作面總體的調(diào)采長(zhǎng)度為523m，有52架挺縮支架，62套挺縮溜槽。在對(duì)工作面的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，技術(shù)員應(yīng)根據(jù)每班的實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)工作面的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，在對(duì)工作面的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行繪制時(shí)，應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量結(jié)果為依據(jù)，以二維或三維CAD制圖的形式反映出來(lái)，確保能夠?yàn)樯a(chǎn)工作的高效實(shí)施及開(kāi)展提供可靠的建議，有效的避免了在不恰當(dāng)時(shí)間進(jìn)行縮支架及挺支架，為基層單位更好地開(kāi)展生產(chǎn)工作提供技術(shù)上的保證[1]。

2.2 沖擊地壓管理

工作面周邊受采動(dòng)影響較小，受地質(zhì)構(gòu)造變化及煤層厚度變化影響，降低了沖擊的危險(xiǎn)度。煤厚急劇變化帶及構(gòu)造影響區(qū)總是沖擊危險(xiǎn)區(qū)域，沖擊危險(xiǎn)區(qū)的范圍為工作面采動(dòng)后超前20-40m?？蓪⒐ぷ髅鎰澐譃?2個(gè)危險(xiǎn)區(qū)，包括1個(gè)高危險(xiǎn)區(qū)、4個(gè)中危險(xiǎn)區(qū)、7個(gè)一般危險(xiǎn)區(qū)。應(yīng)做好以下兩方面的管理工作：第一，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)：監(jiān)測(cè)鉆屑，對(duì)可能存在的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行判斷。監(jiān)測(cè)微振震，對(duì)微震的發(fā)生規(guī)律及時(shí)進(jìn)行分析，對(duì)沖擊的危險(xiǎn)性及頂板來(lái)壓進(jìn)行預(yù)報(bào)。第二，綜合治理：需要提前30天做好煤體預(yù)注水，以提升煤體軟化效果及質(zhì)量，防止煤體在遇到水膨脹后而出現(xiàn)脆性過(guò)高及應(yīng)力疊加情況而對(duì)地壓造成一定的沖擊。放松動(dòng)炮，確保能夠?qū)⒚簩拥刂械膽?yīng)力提前的釋放出來(lái)，降低煤與瓦斯突出概率。在開(kāi)展卸壓鉆孔工作期間，應(yīng)以微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及煤粉監(jiān)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)沖擊危險(xiǎn)，應(yīng)采用局部卸壓解危的形式來(lái)開(kāi)展施工卸壓鉆孔工作[2]。

2.3 頂板管理

為了提升頂板管理效果及質(zhì)量，應(yīng)做好以下兩方面工作：

第一，過(guò)聯(lián)絡(luò)巷頂板管理。當(dāng)工作面出現(xiàn)2次過(guò)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致施工難度增大，對(duì)于一些處在斷層區(qū)域的位置，在保證施工安全的前提下，應(yīng)加固聯(lián)絡(luò)巷頂板，確保支架可安全及順利通過(guò)。需要將復(fù)合支護(hù)應(yīng)用于聯(lián)絡(luò)巷中，使用木板梁、錨索+單體配工字崗，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)頂板的實(shí)際情況有針對(duì)性的做好維護(hù)工作。復(fù)合支護(hù)應(yīng)分段進(jìn)行，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)特殊點(diǎn)進(jìn)行支護(hù)管理，需要在聯(lián)絡(luò)巷的中間位置處打一排錨索，將錨索之間的間距控制在1.5m。將扶一棚一梁兩柱木棚放置在頂板完整地段兩根錨索之間。對(duì)于一些局部位置出現(xiàn)明顯壓力的地方，可放置單體支護(hù)，進(jìn)而形成一梁三柱的形式。柔性支護(hù)及剛性支護(hù)共同構(gòu)成了支護(hù)方式，其中，柔性支護(hù)可將頂板位移進(jìn)行小范圍的釋放，剛性支護(hù)的應(yīng)用使聯(lián)絡(luò)巷能夠承受較強(qiáng)的抵擋頂板壓力，以此來(lái)提升巷道的穩(wěn)定性[3]。

第二，過(guò)斷層及頂板破碎時(shí)的頂板管理。在對(duì)過(guò)斷層頂板進(jìn)行管理時(shí)，以破斷層底板為主，對(duì)采高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以降低割矸量。采煤機(jī)過(guò)后，需要對(duì)支護(hù)頂板進(jìn)行立即移架，主要是采用擦頂移架方式。應(yīng)嚴(yán)禁拖后斷層處的運(yùn)輸機(jī)，斷層處的液壓支架在對(duì)煤進(jìn)行拖頂時(shí)，應(yīng)與前滾筒移架緊跟，避免頂煤出現(xiàn)掉落。一旦煤頂出現(xiàn)掉落而導(dǎo)致冒頂情況的產(chǎn)生，應(yīng)做好裝頂工作，并嚴(yán)格按照工作面裝頂技術(shù)要求嚴(yán)格進(jìn)行安裝。當(dāng)斷層處的煤壁片幫超過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)，應(yīng)及時(shí)拉超前架。當(dāng)截割較為困難時(shí)及巖石變硬之后，需要對(duì)動(dòng)炮進(jìn)行放松，不可強(qiáng)行進(jìn)行截割。不可開(kāi)展空頂作業(yè)，應(yīng)嚴(yán)格按照先支后回收及敲幫問(wèn)頂制度開(kāi)展工作[4]。

2.4 回采期間工作面頂板管理

為了確保工作面的推進(jìn)制度能夠得到保證，應(yīng)做好設(shè)備檢修及加強(qiáng)開(kāi)機(jī)率，移架應(yīng)采用追機(jī)作業(yè)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)局部位置出現(xiàn)片幫掉頂?shù)惹闆r時(shí)，需要及時(shí)拉超前支架支護(hù)頂板，將泵站的壓力控制在30MPa以上，工作面支架的撐力控制在額定值的80%，為了降低頂板對(duì)煤幫的壓力應(yīng)通過(guò)較高的初撐力來(lái)實(shí)現(xiàn)，以降低掉頂、片幫事故發(fā)生率。由于在對(duì)液壓支架進(jìn)行移動(dòng)時(shí)難以保證其穩(wěn)定性，應(yīng)利用液壓?jiǎn)误w支柱及支架本身的調(diào)架千斤頂來(lái)完成對(duì)歪架的調(diào)整，確保工作面頂板能夠與支架之間保持密切的接觸，確保支架之間空隙的均勻性，煤壁能夠與護(hù)幫板之間進(jìn)行嚴(yán)密的接觸。端頭支架出現(xiàn)歪架是一種正常的現(xiàn)象，但是會(huì)對(duì)安全生產(chǎn)工作的實(shí)施及開(kāi)展造成極大的影響，為了確保支架安裝的安全性，需要將防倒千斤頂增設(shè)在端頭支架處。另外，還需要對(duì)過(guò)斷層期間頂板做好管理工作。工作面屬于“三軟”煤層，功率較大的機(jī)電設(shè)備通過(guò)斷層主要是采用硬過(guò)法的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)做好頂板管理工作。將工作面與斷層面相距10m處的位置采高度控制在2.2m，將斷層處的采高設(shè)置為1.8m以內(nèi)，為了能夠減少空頂時(shí)間，主要是采用快速擦頂移架的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以保證頂板的完整性。一旦工作面中出現(xiàn)掉頂情況時(shí)，可適當(dāng)多進(jìn)刀，及時(shí)做好拉架支護(hù)工作[5]。

3 結(jié)論

綜采工作面端頭頂板管理作為確保煤炭企業(yè)各項(xiàng)管理工作高效運(yùn)轉(zhuǎn)的保證，有助于確保各項(xiàng)生產(chǎn)工作的安全進(jìn)行。本文以鄭煤集團(tuán)裴溝煤礦為例，重點(diǎn)分析在復(fù)雜條件下綜采工作面端頭頂板管理方法，提出了合理化的管理措施。經(jīng)過(guò)分析可知，積極改進(jìn)相關(guān)的管理手段，增加頂板管理工作力度，有助于促進(jìn)綜采工作面頂板管理水平的提升，確保煤炭企業(yè)各項(xiàng)管理工作的高效開(kāi)展。

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