【正文】 采煤工作面的頂板管理 采煤工作面局部片幫冒頂原因分析及其控制 采煤工作面在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生片幫冒頂事故，這不僅使工作面經(jīng)常處于半停產(chǎn)狀態(tài)，而且造成機(jī)械設(shè)備的損壞，采煤機(jī)開機(jī)率下降，導(dǎo)致采煤工作面產(chǎn)量和效益的降低，同時對人身安全造成嚴(yán)重威脅。 隨著現(xiàn)代化采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合機(jī)械化采煤不斷地應(yīng)用于生產(chǎn)中，采煤工作面如何提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的影響、提高采煤機(jī)，開機(jī)率已成了采煤區(qū)隊的主攻課題。我礦自 2020年成立采煤以來，隨著生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的不斷積累和專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)的不斷提高，采煤機(jī)械設(shè)備的性能 逐漸得到了進(jìn)一步的發(fā)揮，使得采煤機(jī)開機(jī)率有了明顯提高，經(jīng)濟(jì)效益得到了穩(wěn)步提高。但在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生采煤工作面片幫冒頂事故，導(dǎo)致采煤工作面產(chǎn)量和效益的降低，同時對人身安全造成嚴(yán)重威脅。 采煤工作面片幫冒頂?shù)奶攸c (1)在中等穩(wěn)定或不穩(wěn)定頂板條件下，遇有節(jié)理發(fā)育或松軟煤層，往往是先片幫后冒頂，繼而片幫冒頂交替出現(xiàn)。 (2)遇有局部偽頂或直接頂巖塊破碎垮落，使支架接頂不好，造成局部頂板巖層懸空，如遇設(shè)備故障或移架操作不當(dāng)，就會導(dǎo)致頂板懸空巖層再次垮落，發(fā)展成為較大規(guī)模的片幫冒頂，即“小冒引起大冒”。 (3)地質(zhì)破碎帶或煤巖松軟帶，易引起片幫冒頂，其特點是在破碎帶附近長期連續(xù)發(fā)生，直至過完破碎帶為止。 (4)隨著液壓支架的反復(fù)卸載，不斷破壞巖層的暫時平衡狀態(tài)，使片幫冒頂范圍反復(fù)發(fā)展與擴(kuò)大。 采煤工作面片幫冒頂原因 (I)礦壓因素。常見的礦壓因素有承壓煤柱或周期來壓導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)異常，造成回采過程中局部應(yīng)力增高而導(dǎo)致煤壁片幫，引發(fā)片幫冒頂事故 (2)地質(zhì)因素。地質(zhì)破碎帶或煤層松軟帶，易引起片幫冒頂，臨近斷層、褶曲軸部等構(gòu)造的部位，特別是在直接頂由強(qiáng)度較低，分層厚度較小的巖層組成的條件下。采時遇見斷層和褶曲而 引發(fā)了局部片幫冒頂，對生產(chǎn)造成了很大影響， (3)采煤工作面管理及操作不當(dāng)。如移架不及時或移架中沒有采用帶壓擦頂移架，工程質(zhì)量低劣或支架端面距超規(guī)定值，懸頂時間超過規(guī)定，工作面推進(jìn)速度低于一定值，支架初撐力和工作阻力達(dá)不到額定值或采高超過支架的最大支撐高度造成頂板大面積來壓，頂板產(chǎn)生臺階下沉及煤壁片幫冒頂事故的發(fā)生。 (4)液壓支架的反復(fù)支撐與卸載造成采煤工作面頂板破碎以及支架前梁接頂不好，形成端面壓力增大而造成片幫冒頂。 （ 5）支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的 — 個原因，現(xiàn)場使用的乳化泵壓為 28Mpa，而 實際應(yīng)為 30Mpa以上，由于初撐力低，所以支架只能在“等壓”，在“等壓”的同時也就將上覆巖層的力傳到了煤壁上，從而造成了煤壁始終是壓力高峰區(qū)，而出現(xiàn)大塊煤片幫現(xiàn)象，也正是煤壁向外卸壓和表現(xiàn)。正是由于支架的初撐力低，再有大部分支架立柱密封不好竄液，使支架的初撐力及工作阻力均達(dá)不到正常要求，就不可能使支架在頂板大面積運動前保持高承壓的工作狀態(tài)，這種情況下老頂不能及時切斷，從而將應(yīng)力傳遞到了煤壁承載，因而煤壁被壓酥；出現(xiàn)片幫，向外卸壓。 防治片幫冒頂?shù)拇胧? ． 1 提高支架的初撐力和工作阻力 從控制理 論講，支架初撐力大，能夠預(yù)先控制頂板，既有利于防止直接頂離層，又有利于支架的穩(wěn)定。可縮量大、阻力可靠則可以緩沖老頂?shù)膲毫Γ軌虬丛O(shè)計要求，可靠地保證對頂板的控制。 (1)首先盡可能提高泵站的供液能力或選擇高壓泵站的供液系統(tǒng)，盡量減少液壓系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象和工作面液壓系統(tǒng)的竄液問題。 (2)正確操作支架，在移架升柱后，不要立即把升柱手把打回零位，以提高初撐力。 (3)充分利用支架的初撐力，及時有效地支護(hù)頂板。①帶壓移架，移架時降柱高度控制在 100 mm以下，擦頂前移 (或用單體幫架前移 )，支架升柱后，操作 手把延時回零，以提高實際初撐力；②發(fā)揮支架 前梁千斤頂?shù)淖饔?，保持支架頂梁處于近水平狀態(tài)，梁端略高于梁尾，防止向煤壁竄矸；③靈活操作，及時支護(hù)，一般移架滯后于采煤機(jī)滾筒不大于 5架，不少于 3架，否則應(yīng)停機(jī)移架；④對于頂板冒落高度 500 mm的，應(yīng)及時在頂梁上架設(shè)木垛，防止冒頂?shù)睦^續(xù)發(fā)展。 ． 2 改進(jìn)采煤生產(chǎn)工藝和操作技術(shù)加強(qiáng)工程及設(shè)備管理 (1)要防止采高超過設(shè)計要求。因設(shè)計的采高是綜合地質(zhì)，礦壓等多方面因素而制定的，如果采高超過設(shè)計要求，就會有特殊情況發(fā)生，如支架初撐力達(dá)不到規(guī)定要求而接頂不嚴(yán)密， 造成頂板離層，在動態(tài)應(yīng)力的影響下造成煤壁片幫，導(dǎo)致端面距增大，頂板懸露時間過長而造成冒頂?shù)痊F(xiàn)象的發(fā)生。 (2)當(dāng)頂板及煤體破碎時，減少采煤機(jī)的一次進(jìn)刀量，以提高牽引速度，實行淺截快跑。提高采煤機(jī)的截割速度，就可以縮短工作面生產(chǎn)的循環(huán)時間，盡量減少了機(jī)道頂板暴露的面積和時間。頂板暴露的面積和時間對頂板端面破碎起著制約因素，而工作面機(jī)道頂板暴露面積的大小和時間很大程度上取決于滾筒的截深及采煤機(jī)的牽引速度。因此，在實踐中要根據(jù)適合采場的地質(zhì)條件及生產(chǎn)條件選擇合理的截深和速度，減少頂板的暴露面積和時間。這樣，可以充 分利用超前壓力落煤，使機(jī)組負(fù)荷減小，運行穩(wěn)定，速度快，使頂板壓力顯現(xiàn)較均衡，頂板下沉量小，避免了片幫冒頂事故。 (3)加強(qiáng)采煤工作面機(jī)電設(shè)備的管理。強(qiáng)化檢修質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)備使用過程中的維護(hù)和保養(yǎng)，標(biāo)準(zhǔn)操作，保證運輸系統(tǒng)包括膠帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)的狀態(tài)完好，能夠正常運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)各轉(zhuǎn)載點的連 續(xù)運輸；保證采煤機(jī)檢修，能夠?qū)崿F(xiàn)順利的割煤，提高采煤機(jī)的開機(jī)率；加強(qiáng)乳化液泵站及液壓系統(tǒng)的檢修質(zhì)量，使泵站運行可靠，泵壓穩(wěn)定，達(dá)到額定的工作壓力，保證支架的初撐力，使采煤機(jī)割煤后液壓支架能及時進(jìn)行支護(hù)，可以避免或減少片 幫冒頂事故，從而可以保證工作面的工程質(zhì)量