邵國飛

【摘 ?要】在煤炭開采過程中，為有效控制頂板，保證正常生產(chǎn)，需要對綜采工作面頂板進行支護管理。論文通過闡述綜采工作面頂板冒頂原因，分析綜采工作面頂板的支護技術(shù)，提出預(yù)防綜采工作面頂板事故的措施，為組織開展綜采工作面作業(yè)提供參考。

【Abstract】In the coal mining process， in order to effectively control the roof and ensure the normal production， it is necessary to support and manage the roof of fully mechanized coal mining face. This paper expounds the reasons of roof caving in fully mechanized coal mining face， analyzes the supporting technology of roof of fully mechanized coal mining face， puts forward the measures to prevent roof accidents in fully mechanized coal mining face， and provides reference for organizing and carrying out operation in fully mechanized coal mining face.

【關(guān)鍵詞】頂板支護;綜采工作面;安全生產(chǎn)

【Keywords】roof support; fully mechanized coal mining face; safety production

【中圖分類號】TD355 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）09-0192-02

1 引言

在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，確保綜采工作面安全是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。通過對綜采工作面頂板支護進行全方位的安全管理，可以充分發(fā)揮綜采設(shè)備的效能，實現(xiàn)煤礦的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，進一步提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 綜采工作面頂板冒頂原因

在組織開展煤礦綜采作業(yè)時，由于綜采作業(yè)屬于井下作業(yè)，導(dǎo)致煤礦內(nèi)壁會發(fā)生不同程度的變化，出現(xiàn)片幫，深度一般為1～2m。在這種情況下，如果原來的頂板承受的壓力過大，進而在一定程度上使得頂板出現(xiàn)下沉，導(dǎo)致直接頂板出現(xiàn)破碎損壞的現(xiàn)象，進一步造成工作面的內(nèi)壁、兩端等出現(xiàn)冒頂，引發(fā)安全事故。在煤礦保護方面，位于頂板下方的液壓支架同樣發(fā)揮著重要的支撐作用，對于液壓支架來說，如果頂部的壓力超過自身的承受極限，或者液壓支架質(zhì)量不合格，就會導(dǎo)致液壓支架無法發(fā)揮支撐頂板的作用，造成頂板下沉，引發(fā)冒頂?shù)劝踩鹿??；诖?，液壓支架在進入現(xiàn)場前，以及組裝后，需要進行嚴(yán)格的檢測與鑒定，否則直接影響煤礦安全作業(yè)的順利進行。

由于煤礦作業(yè)基本都在地下進行，面對復(fù)雜的地下環(huán)境，各綜采點承受不同的壓力。在實際布置頂板的過程中，需要重點關(guān)注兩端三角附近的支撐點，這些支撐點容易發(fā)生冒頂事故，并且引發(fā)的安全事故也較為嚴(yán)重。在實際開采過程中，如果礦井深度較深，無形中會增加井下作業(yè)環(huán)境的惡劣程度，一旦出現(xiàn)煤層坍塌現(xiàn)象，坍塌的煤層就會砸落到頂板上，進一步破壞頂板，使得頂板喪失原有的支撐作用，直接威脅到開采人員的生命安全。

3 綜采工作面頂板的支護技術(shù)

3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的液壓支架

在實施井下綜采作業(yè)時，液壓支架是保證綜采工作順利進行的基礎(chǔ)，借助液壓支架可以提升井下地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性，保證作業(yè)人員的安全，確保煤礦開采作業(yè)順利進行。在選擇液壓支架的過程中，需要對地質(zhì)環(huán)境、承受重量、開采高度等因素進行綜合分析，在估算承受重量方面，可以借助巖重法，通過觀察巖石特性，推算巖石的重量，或者利用液壓支架在相似的工作面板上進行測試，以確定實際的噸位，通過對噸位進行調(diào)整，確保噸位的合理性，同時需要分析頂板下沉產(chǎn)生的影響，通過對各項影響因素進行綜合分析，選擇合理的支架噸位。對于開采高度，根據(jù)實踐經(jīng)驗，煤層高度一般低于3.5m，除去頂板下沉的高度，通過實際測量可以確定支架的高度范圍。在實際綜采中，如果支架過高或過低，都會對支架的支撐作用產(chǎn)生不利影響。在組裝完支架的過程中，還要考慮巷道通風(fēng)問題，否則會影響開采速度，進而威脅井下綜采作業(yè)的安全性。

3.2 處理采空區(qū)

隨著煤炭資源的不斷消耗，許多煤礦已被開采完成為采空區(qū)，對于這些采空區(qū)如果不進行合理的處理，就會造成安全隱患，同時也會影響回采工作。在采空區(qū)處理方面，一般采用整體垮落法、填充法等對采空區(qū)進行處理，在操作成本方面，整體垮落法的優(yōu)勢非常明顯，所以在采空區(qū)處理中應(yīng)用較為廣泛。對于采空區(qū)來說，移走支架后，在重力的作用下，老空的頂板會發(fā)生整體塌落，有時也會出現(xiàn)部分塌落的現(xiàn)象，對于部分塌落現(xiàn)象，需要人工通過爆破方式對采空區(qū)進行人為塌落處理。與整體垮落法相比，填充法處理成本較高，而且效果不理想，主要應(yīng)用于整體垮落無法處理的地方。

3.3 過斷層頂板支護技術(shù)

在實施機械化采煤過程中，當(dāng)采煤機通過斷層頂板時，需要支架與采煤機相互配合，及時將支架移動到頂板下方，在移動支架的過程中，要一次準(zhǔn)確地將頂板支起到合適的高度，避免反復(fù)支起頂板造成對頂板的破壞。利用采煤機開展割煤作業(yè)時，需要及時做好頂板拉架工作，充分保護頂板，防止頂板發(fā)生脫落。對此，可以借助玻璃鋼錨桿對煤幫進行支撐，同時確定合理的開采高度，避免采高過高造成采煤機循環(huán)進尺，導(dǎo)致頂端缺乏支撐，出現(xiàn)空白煤層引發(fā)意外事故。在開采過程中，為提升新開煤層的穩(wěn)定性，需要對兩端的切頂線處進行支撐處理，保護頂板破碎的地方，避免出現(xiàn)頂板無支護盲區(qū)。

3.4 合理布局

對于煤炭開采企業(yè)來說，在布置開采工作前，需要設(shè)計人員科學(xué)規(guī)劃設(shè)計開采點，并結(jié)合開采點的實際情況，如地形、巖層等，制定出科學(xué)、合理、可行的工作面布置方案，在對通風(fēng)、降水等影響因素進行綜合考量后制定出最佳開采工作布置計劃。通過對工作面進行科學(xué)規(guī)劃，一方面可以提高開采工作的安全性，另一方面可以減少作業(yè)中潛在的困難。

4 預(yù)防綜采工作面頂板事故的措施

在煤炭開采中，為避免綜采工作面發(fā)生頂板事故，一般可以從以下方面著手：

①對礦井地質(zhì)工作加強勘測，全面詳細地掌握回采工作面的頂、底板、采區(qū)的水文、地質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過制定針對性的措施，最大限度防止綜采工作面頂板事故的發(fā)生。

②編制科學(xué)、合理的工作面作業(yè)規(guī)劃，并組織技術(shù)部門對作業(yè)規(guī)劃進行會審，同時對工作面作業(yè)規(guī)劃進行優(yōu)化。在實際作業(yè)過程中，如果需要調(diào)整工作面作業(yè)規(guī)劃必須給出安全措施，并報主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。

③嚴(yán)把支護設(shè)備質(zhì)量關(guān)，并設(shè)置相應(yīng)的壓力表，實施監(jiān)測工作面支護質(zhì)量，并制定相應(yīng)安全保護措施，確保綜采作業(yè)安全進行。

④提升工作面支護質(zhì)量，防止擠架、咬架等，對支架間隙進行嚴(yán)格控制。

第一，當(dāng)支架間隙超過300mm時，采用單體柱架以一梁二架的方式進行處理。第二，當(dāng)支架間隙超過500mm時，需要在平行工作面的支架前梁上設(shè)置圓木，并采用一梁二架的方式進行處理。第三，當(dāng)支架間隙過大，需要采用大板棚的方式進行支護。第四，當(dāng)支架間隙超過1.5m時，需要進行補架處理。

⑤在綜采現(xiàn)場，嚴(yán)格執(zhí)行《安全規(guī)程》的相關(guān)要求，對頂板加強管理，嚴(yán)格把控支護質(zhì)量。

⑥當(dāng)綜采現(xiàn)場出現(xiàn)頂板破碎、煤墻片幫時，需要朝前移架，及時進行移架護頂處理。

⑦嚴(yán)格落實敲幫問頂制度，在作業(yè)現(xiàn)場回撤工字鋼棚、十字頂梁時，需要對頂板的完整進行檢查，如果頂板存在離層、掉頂?shù)葐栴}，需要遵循先替后回的原則進行處理。在處理冒頂事故時，需要對現(xiàn)場進行清理，確定好退路，穩(wěn)定好頂板后，組織有冒頂事故處理經(jīng)驗的工人進行處理，同時安排專人進行監(jiān)護。

⑧工作面上下端及安全出口管理。

按照《煤礦安全規(guī)程》的相關(guān)要求，對工作面上下端及安全出口進行合理設(shè)計：

第一，安全出口與巷道交接處，必須在20m范圍內(nèi)進行支護，巷道高度嚴(yán)格控制在1.6m以上，對于機械化采煤工作面，巷道高度嚴(yán)格控制在1.8m以上，并且安排專人守護安全出口，如果支架出現(xiàn)斷梁折柱現(xiàn)象，需要及時更換。

第二，采用端頭架的方式對綜采工作上下端頭進行管理，采用2～3組排頭、排尾架對端頭架與中間架進行過渡管理。作業(yè)現(xiàn)場的人行道寬度不得低于0.7m，對于人行道上的浮煤、雜物等要及時清理，移架后及時設(shè)置逼幫柱，并按照0.8～1.2m的間距沿煤壁設(shè)置逼幫柱，進一步對外幫煤壁進行安全管理。

5 結(jié)論

在組織開展煤礦開采作業(yè)時，各項工作需要將安全放首位，對于綜采工作面的布置要嚴(yán)格完成，通過選用合理的液壓支架，杜絕每一處的安全隱患，只有這樣才能防止煤礦開采面發(fā)生安全事故。開采工作需要以安全為前提，所有支撐保護工作完成后，才能進行開采作業(yè)，最大限度降低風(fēng)險。同時，建立健全監(jiān)管機制，將安全開采工作落實到實際行動中，從根本上確保煤炭開采持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

【1】楊尚，寧建國，商和福，等.淺埋煤層綜采工作面回撤通道頂板支護技術(shù)研究[J].煤炭工程，2019，51（11）：69-73.

【2】牛汪洋.綜采工作面撤除端頭支架后頂板支護技術(shù)實踐研究[J].山東煤炭科技，2018（09）：24-25+28.

【3】張明懷.對綜采工作面巷道端頭區(qū)域頂板支護技術(shù)的改進[J].科技展望，2016，26（03）：166.