综采工作面端面及端头区域顶板控制

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1、综采工作面端面及端头区域顶板控制王永祥1万军2（1.平顶山工业职业技术学院；2.平煤集团公司一矿河南平顶山467000）摘要：综采工作面顶板端面冒顶和端头区域管理是影响煤矿安全高效的重要原因，该文从现场实际出发，针对顶板管理中出现的不安全因素，提出了相应的管理措施，对加强顶板控制，降低冒顶事故，实现安全生产有很好的指导作用。关键词：顶板控制支护阻力端面煤壁片帮0前言平顶山一矿始建于1957年，是一座年产原煤400万吨的特大型矿井，但随着煤炭开采深度的增加，工作面地质构造趋于复杂，矿压显现更加突出。主要表现为：工作面前方直接顶破碎严重、

2、顶板压力增大、煤壁片帮加剧、两巷端头维护困难等，直接影响着矿井的生产安全。因此，必须完善并寻求更为科学的顶板管理方法，以达到提高采煤技术经济指标的目的。根据实践经验，研究综采工作面的顶板控制主要从两个方面入手，即工作面端面冒落控制和端头区域管理。1预防工作面端面距内顶板冒落的方法1.1端面顶板冒落的机理实践证明，直接顶的稳定性，除由于它本身的力学特性所决定外，还主要受二个方面影响，一是受老顶岩层断裂及变形的影响,二是受支架支护性能的影响。大量矿压观测资料表明，端面顶板冒落主要起源于老顶破断后引起的运动。由于老顶断裂位置发生在煤壁内，因

3、而破断岩块的运动促使煤壁前方直接顶内部形成一条或一组垂直于煤层层面而平行于工作面的贯穿裂缝，老顶的滑落失稳可能导致此贯穿裂缝的错动，从而形成顶板台阶下沉及端面冒落。1.2控制端面冒落的途径按照目前传统的管理方法和井下开采的实际情况，应利用支架主动控制顶板，并采取措施，减少采动裂隙对端面的影响1.2.1利用液压支架主动控制顶板在难采地质条件下，改善液压支架的使用性能来主动控制顶板，能有效的改善顶板的管理状况。根据平顶山一矿支架使用状况和顶板压力观测，应采取如下措施。⑴应保持支架前梁接顶良好。对于掩护式液压支架，当顶板破碎时，掩护梁后部岩

4、石冒落滑向老塘，但此时，已冒落的直接顶充填采空区并不严实，从而导致切顶线外的直接顶破碎，使顶板压力在顶梁上的作用点前移。由于掩护式支架的前梁较长，很有可能使前梁出现低头工作状态，而顶梁前端不贴顶，就意味着冒顶的可能性会增加。因此，必须保持顶梁前端贴顶并有较大的支撑力。⑵提高支架的支护阻力增加支架的支护阻力，对改善顶板状况非常重要。以平顶山一矿戊8-10－17062综采工作面矿压观测为例，初撑力平均值仅为额定值的43.2％。见表1。初撑力低的主要原因是升架时压力保持的时间不够长，甚至刚使支架接顶就不升了，从而造成端面顶板条件恶化。解决的

5、办法除提高管路系统压力、人工升紧升牢外，还可通过初撑力自动补偿控制装置来提高支架的初撑力，如，初撑力保证阀。表1戊8-10－17062工作面支架实测阻力统计项目平均值均方差最大值与额定值之比（%）（KN/架）（KN/架）（KN/架）循环个数最大平均初撑力859.86271.681629.88343.2123工作阻力1590.07377.642217.292.7267.32123时间加权阻力1233314.062010.256.885.11123⑶减小端面距为减小端面距，从而减少支护滞后时间，主要采取追机移超前架的办法。片帮严重时及时上

6、走向梁和顺山板，以最大限度地减小端面空顶距离。⑷带压移架采取带压擦顶移架,可以降低顶板下沉速度，保持顶板完整。1.2.2减少顶板采动裂隙对端面管理的影响采动裂隙是煤壁片帮的直接原因，而煤壁片帮加剧了顶板端面的冒落。对于软煤工作面，这种现象更加明显。从平顶山一矿戊8-10—21192工作面来看，片帮的主要形式见图１。（A）（B）（C）（D）图1煤壁片帮形式我们观测了119个采煤循环，其煤壁片帮形式和片帮深统计见表２和表３。表２煤壁片帮形式统计类项别目ABCD合计次数3.82.30.40.36.8频率（%）55.933.85.94.410

7、0表３煤壁片帮深度统计分组项（mm）目0～200210～400401～600601～800801～1000合计次数1428196168频率（%）20.641.227.98.81.5100从表２可以看出，片帮的主要形式为Ａ、Ｂ两种，占总数的89.7%，对支架控制端面顶板非常不利。从表３可知，煤壁片帮深度主要分布在200～600mm之间，占总数的69.1%，大于600mm的仅占10.29%。老顶来压时片帮深度一般在500mm左右。因此，减少顶板采动裂隙对端面的影响非常重要。目前，采取的主要措施有：在工作面打超前顶板锚杆、煤壁及顶板化学加固

8、、留护顶煤、铺设金属网等。⑴超前顶板锚杆加固超前锚杆的作用是加固从采煤到移架过程中形成的不稳定裂缝顶板。为了解决采煤机顺利割煤问题，采用树酯锚杆加木锚杆较为理想。但锚杆加固顶板，劳动量大，在裂隙组顶板上打眼安装锚杆，增加