靳增亮

Analysis on Roof Management Method and Technical Measures of Full-mechanized Mining Face in Coal Mine

摘要：煤礦企業(yè)安全出產(chǎn)的基礎(chǔ)性工程是頂板科技改良。本文提出了離層頂板成孔和錨注模式、大跨度支護工藝、錨索支護、頂板注漿加固、錨索支護等頂板管理技術(shù)措施，并探索了綜采現(xiàn)場頂板控制措施。

Abstract： The fundamental project for the safety production of coal mining enterprises is roof science and technology improvement. In this paper， roof management techniques measures such as hole-opening and anchor-injection mode， large-span support technology， anchor cable support， roof grouting reinforcement and anchor cable support are proposed， and the full-mechanized mining on-site roof control measures are explored.

關(guān)鍵詞：巷道；錨網(wǎng)；支護；頂板

Key words： roadway；anchor net；support；roof

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0159-02

0 引言

按照當今的一系列訊息顯示，采煤安全隱患有70%的危險情況存在于頂板支撐上。因為綜采進程面是對于范圍較多與煤層疊厚的因素，所以才使得安全隱患總是產(chǎn)生在頂板間，為采煤的職工人員造成較大危害。那么，在實地考察中，提高綜采作業(yè)面的一系列安全防御，才是減少采煤進程里的職工人員安全隱患的一種重要手段，并對綜采作業(yè)進程健康產(chǎn)煤存在非常重要影響。

1 綜采作業(yè)中常見頂板事故研究

采煤公司綜采工作進程的頂板出現(xiàn)隱患能夠簡單地列舉為頂層推垮型冒頂、頂層部分冒頂以及年代過長的擠壓型冒頂幾種。

1.1 直接頂推垮型冒頂

此等情況一般在頂板出開始崩塌，同時循環(huán)性崩壞以及層級滑塌經(jīng)常發(fā)生，這主要是由于頂層的隨機位移以及變換使得一些柱子傾斜所造成。如果頂板不夠牢固的狀態(tài)下肢體通常向采空區(qū)一面倒下，如果頂板過大時一般向煤壁位置坍塌。在多層偽頂中挖煤時由于頂板再生問題，同樣會使得架構(gòu)發(fā)生坍塌。

1.2 老頂推垮型冒頂

過于陳舊的頂推所造成的頂板安全隱患是其開始以及周期來壓后，將頂板順著煤層破壞折斷支架與迫使構(gòu)柱傾斜。如采用木質(zhì)會將很多支架破壞；采用鐵質(zhì)支架時將其壓入底板。如這種情況發(fā)生在較為堅硬頂板支撐程度時，便會使得自移支架折斷。

1.3 直接頂局部冒頂

通常這些頂板隱患的發(fā)生是現(xiàn)在挖煤進程里普遍的頂板隱患，這里很多是采煤進程里的部分冒頂以及回柱進程里的一種。其方式為小規(guī)模冒落，一般頂板隱患的發(fā)生不危機到人身安全，而且對出煤影響不大，所以一般不會被重視。

2 煤礦綜采作業(yè)面頂板管理方法及技術(shù)措施

2.1 頂板管理技術(shù)措施

2.1.1 離層頂板成孔和錨注技術(shù)

基于礦層板砌碹發(fā)生變化后巖石離層造成差異，這就使得巷道在一定的修繕進程里越發(fā)的復(fù)雜，河北一家資源股份企業(yè)葛泉礦按照離層頂板的差距，采用無縫連接技術(shù)接好錨桿，通常，普通的管縫錨桿大小以及離層頂板差距額度大概相同，將錨桿焊接進離層頂板中，再將其進行鉆孔，這就使得孔壁進行了完善，將錨索底部韓潔進錨桿里，對應(yīng)的成洞可能性為百分之百，而且若將樹脂錨固劑添加進所打造的孔洞中，就必然使得作業(yè)質(zhì)量、健全度水平達到規(guī)定要求，并使得錨索力矩適應(yīng)國際普遍作業(yè)水準。上述這一辦法，在企業(yè)井下底層采空區(qū)巷道以及老巷頂板調(diào)整里，可實現(xiàn)較高的實用價值。

2.1.2 大跨度支護工藝

基于作業(yè)平臺規(guī)模化、現(xiàn)代化裝置多，配備及回撤范圍需要量廣的情況，新巨龍公司非常強調(diào)提高大范圍切眼支護以及作業(yè)平臺配置手段，運用“切眼以及配備支架同時并舉”的手段，高能運用作業(yè)平臺壓力支護能力，加大頂板支護水平，縮小大范圍切眼的時限及作業(yè)強度，緩解作業(yè)者的壓力，減少作業(yè)平臺的配置時間，其作工時間能夠縮短至50日。

2.1.3 錨索支護

錨索支護采用讓壓支護原則，相較于錨桿支護來說，錨索支護錨固更深，錨固力更大，并且支護強度、加固范圍和圍巖整體的穩(wěn)定性都優(yōu)于錨桿支護法。錨索加固下部松動圈范圍內(nèi)群體錨桿形成的組合拱，或錨注形成的組合拱及組合拱之外不穩(wěn)定巖層。另外，錨索能夠?qū)鷰r施加一定強度的預(yù)緊力，可將巖體中層理、裂隙擠緊，使圍巖的整體強度有一定幅度的提高。

2.1.4 頂板注漿加固

承壓含水層能夠傳遞荷載，在一定的覆巖條件下，這種傳遞作用會造成關(guān)鍵層出現(xiàn)符合破斷現(xiàn)象，進而導(dǎo)致綜采作業(yè)面發(fā)生壓架事故。要預(yù)防這種問題，必須確保圍巖整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可通過對圍巖注漿的方法增強圍巖強度。注漿加固法可保證將圍巖充填壓實，使圍巖與支護結(jié)構(gòu)形成一套比較堅固的網(wǎng)格骨架，在壓架后通過注漿加固法可使破碎圍巖恢復(fù)成一個整體，從而保證圍巖安全穩(wěn)定。注漿加固工藝流程大致如圖1所示。

2.1.5 疊加支護

在大型采煤基地修筑里，通常較為常用的是錨桿進行支撐，它的營運非常廣泛。缺點是在煤炭所處地底較深的產(chǎn)煤區(qū)域中，面對層級大、頂板支撐額值小的錨桿通常會造成較大麻煩。采用錨桿架構(gòu)的井下頂板會隨著環(huán)境的變遷，使得部分井下頂板穩(wěn)固性變差，接著是會導(dǎo)致井下頂板進一步垮塌，最終會出現(xiàn)大范圍頂板不穩(wěn)固，首先，面對此種狀況，井下要先加點柱，接著分段構(gòu)筑，隨后井下再在普遍規(guī)模中架棚，并且在開挖時及其進程中還要進行革新，用來確認采煤的安全標準，并避免給政府以及公司造成一系列的損失，因此，處理疊加頂板的架構(gòu)支撐狀況必須立即進行。采用疊加支護的方案是從對鞏固巖石的穩(wěn)定、延緩周圍巨石不斷松動以及強化松動體結(jié)構(gòu)方面來分析，一部分強調(diào)了錨桿架構(gòu)的好處，另一部分又可以讓多層級頂板的架構(gòu)支持水平得以確保。該項手段著力于運用錨桿的大小、軟硬、強度等特質(zhì)，并使其互相補充、互相支持，取長補短，并構(gòu)成硬度大與彈性好的架構(gòu)基礎(chǔ)，從而進一步處理了復(fù)合頂板的平衡性差、硬度小、增容差距升等架構(gòu)支撐問題。再者，該疊加架構(gòu)能力作業(yè)中，通常一層支護的短錨桿作業(yè)達成便能夠再行采煤，其優(yōu)點在于工序作業(yè)間隔少，同時作業(yè)進程快，大大增加了采挖效率。

2.2 綜采現(xiàn)場頂板控制措施

2.2.1 強化現(xiàn)場管理

頂板是綜采現(xiàn)場事故多發(fā)的主要原因，加強頂板管理能夠提高綜采作業(yè)的安全系數(shù)。如果頂板管理效率低下，那么大部分綜采現(xiàn)場管理措施將無從下手。而現(xiàn)場管理是頂板管理過程中一道比較關(guān)鍵的工序。現(xiàn)場管理的大概內(nèi)容和要求如下：

①在綜采作業(yè)中，針對危險圍巖在回采前應(yīng)該敲幫問頂，根據(jù)圍巖狀況搭建臨時支護結(jié)構(gòu)，保證回采作業(yè)在相對安全的環(huán)境下落實。

②結(jié)合作業(yè)面煤（巖）層的性質(zhì)、硬度以及巷道布置確定一套科學(xué)合理的巖體爆破方案，確?；夭砂踩?。

③對回采面的超挖凹進問題嚴加管理，防止其擾動整個圍巖并引發(fā)安全事故。

2.2.2 做好礦壓觀測和地質(zhì)預(yù)報

通過進行礦壓觀測、頂板動態(tài)寫實和地質(zhì)預(yù)報等工作可以準確地測定礦井煤層的初次來壓和周期來壓步距，確定受采動影響的區(qū)域和時間。這樣能夠針對不同時間、不同區(qū)域?qū)嵭杏械姆攀负吞崆邦A(yù)見式的頂板管理模式，避免支護強度過大和支護過期疲軟等現(xiàn)象的產(chǎn)生，既節(jié)約了支護成本，又提高了支護效率和支護強度。

2.2.3 加強事故多發(fā)部位的頂板管理

頂板冒落等綜采事故通常都發(fā)生在固定的幾個部位，施工單位應(yīng)該針對這些部位加強勘探和現(xiàn)場調(diào)查，特別要針對這些部位的頂板加強管理，嚴防頂板冒落、片幫等事故發(fā)生。

①做好頂板事故多發(fā)地點的提前預(yù)測和預(yù)估工作，工前做好安全交底，提高工人的事故防控意識。

②三岔口、十字口以及大跨度巷道采用聯(lián)合支護模式提高圍巖強度。

③加強回采作業(yè)面兩端頭、鄰近采空區(qū)等應(yīng)力集中區(qū)域的頂板管理。

④做好長時間支護和空頂區(qū)域的頂板管理。

⑤對于較破碎頂板，必須采用嚴格的支護。

3 結(jié)語

綜采工作面回采過程中的頂板管理是工作面生產(chǎn)管理和安全管理中一個非常重要的環(huán)節(jié)，綜采工作面頂板的控制好壞，直接關(guān)系到工作面整體質(zhì)量的好壞，需要設(shè)計時優(yōu)化工作面巷道布置，選擇合理液壓支架架型，回采時正確操作好液壓支架，加強地質(zhì)預(yù)報和礦壓觀測，及時處理液壓支架的各種事故，加強破碎頂板控制，為工作面整體質(zhì)量的提高打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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