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综合开采放顶煤中的顶板控制

  
评论: 更新日期:2011年03月23日

  (3)人员操作和劳动组织因素。放顶煤工作面对操作和工艺组织要求不同于普通综采工作面。顶板控制对人员操作要求就是要及时支护,并尽最大可能预防片帮冒顶,包括对局部架前、架间漏顶、片帮的重视和处理。综放支架前梁上方常常是已破碎的顶煤,移架操作要求少降支架,带压擦顶前移;在工序安排上,规定移架距采煤机后滚筒不得超过3架。技术人员和施工人员对大量的片帮冒顶事故进行分析总结,对3#煤层综放工作面移架工序制定相应措施。由于煤层自身性质及矿山压力的作用,支架架前出现煤壁压酥破碎、片帮深度0.4~0.6m。如果采用挑伸护帮板临时支护,护帮板与煤壁接触面积较小,有时是线状接触,煤壁得不到有效支护,架前空顶也没有改善。同时由于操作失误造成的人为冒顶事故,如降架过多,支架不正、倒架、咬架、不按放煤工艺规定放煤等,也会引起顶板状况恶化。

  3综放工作面片帮冒顶的处理和预防

  综放工作面片帮冒顶后,因支架上方是破碎的顶煤,大量的破碎状顶煤流入回采空间(输送机里、架前、架间空间),使作业中断,输送机停止运行。如果冒险启动输送机继续运转,就有可能使片帮冒顶扩大,顶板岩石垮落,输送机被“压死”,甚至影响到工作面通风系统,有时侥幸有大块煤矸塞堵暂不漏,但片帮冒顶隐患依然存在,并使支架上方形成“空洞”,给作业带来威胁。因此,综放工作面片顾冒顶应以预防为主,一旦发生片帮冒顶必须想方设法控制其蔓延扩大,然后采取合适的处理措施。

  3.1片帮冒顶的处理

  综放工作面片帮冒顶后,可利用“撞楔法”通过破碎带,该方法适用于破碎的煤岩体中有大块,片面性帮深度不太大的情况,用撞楔堵住漏洞,然后再加强支护控制冒顶。

  施工人员和技术人员现场总结出的“顶网法”,单独采用或与其他方法配合使用时,产生较好效果。冒顶后,松散煤体堆满架下空间,片帮冒顶的深度不明,并且顶煤非常破碎,颗粒较小时,先用金属网挂在前梁上,然后用金属钢梁或木梁配合单体顶向煤帮,阻力大时,可先用锹掏梁前的煤边顶;金属网不够长时,可适当再加一遍网;见到煤帮后,在顶梁下支设单体支撑。个别较深处,在钢梁上方打撞楔。控制煤帮不漏后,启动输送机将冒顶煤运走。自上而下对所顶的钢梁进行加强支护,并对煤帮进行维护。此方法在3#煤层过地质构造带软煤区时,发挥了很好的作用。

  片帮冒顶后还有一种情况就是出现了空顶,如果片面强调接顶,将可能耽误时机,反而于顶板控制不利。空顶并不是顶板已稳定,而是暂时的、相对的。根据现场实际,此时要立即进行处理,不能耽误时间,否则要引发更大的片帮冒顶。可采用铺顶网,架走向抬棚的方法,封闭空顶区,并对煤壁进行支护。当然这是相当危险的情况,要用经验丰富的职工观察顶板、煤壁,清理好安全通道。抬棚支设必须有一定的支护强度,防止顶煤再次垮落后冲击而倒棚。

  3.2预防

  从前文分析可看出,综放工作面的顶板控制有其自身特点,顶板失控后,影响很大,即使采取措施处理,也已造成人力、物力浪费,甚至出现安全事故,因此,预防更为重要。

  首先,对采用综放技术开采的煤层要进行地质预测,必须从开采设计上就采取预防措施,避免给回采埋下隐患。工作面布置及设备选型必须考虑克服煤体破碎,利于控制顶板,一般不适宜布置仰采,支架应尽可能实现对架前顶煤全封闭。其次,开采后遇破碎煤体、构造软煤区,必须从人员操作上制定科学、合理的措施并贯彻执行,减少人为造成片帮冒顶。理想的方法应该是对煤体进行固化,如注化学药剂等。现场试验了注水方法,即对工作面煤壁沿走向布置注水孔,用动压或静压注水。我们分析认为,注水后,使煤体内应力分布发生了变化,一定程度上增加了煤体粘结性,也可能改变了其他物理特性,但注水到底对预防片帮冒顶是如何产生作用的,还待进一步观测和研究。另外也可采用“提前开帮”法,人工用手镐或风镐在煤壁掏梁窝,架设走向棚,对架前及煤帮进行维护,防止割煤移架时,发生片帮冒顶。

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