煤矿采煤工作面初次放顶技术分析

煤矿采煤工作面初次放顶技术分析

林启祥

黑龙江龙煤双鸭山矿业公司

摘要:社会对于煤矿等自然资源的需求量只增不减，这种资源应用需求也给我国的采煤事业带去了极大的压力。采煤工作属于危险系数比较高的作业任务。在采煤工作开始之前，工作人员需要对工作面进行处理，以此来确定各项作业数值的精准度。在处理工作面时，初次放顶这项任务极为关键，放项期间，必须要将各种工作面参数都加以精准统计。本文根据对采煤工作面的处理经验，对初次放顶工作环节中应用的基本技术进行研究。

关键词:煤矿工程；采煤工作面；初次放顶；技术

采煤工作内容极为复杂，在正式开采之中，需要对工程的各个部分进行处理，通过处理工作可以确保采煤准备工作的合理性。在各项处理工作之中，初次放顶这项情况的处理工作极为重要，工作面从开切眼位置开始回采，当被推进到距离切眼一段距离之后，工作面的顶板会出现垮落的情况，工作面的首次大面积垮落情况被视为其初次垮落，在垮落过程中，比较容易出现工作面安全事故，需要需要应用可靠的技术做好控制顶板的工作。

1初次放顶工作环节中存在的安全隐患以及监测方法

1.1安全隐患分析

如果初次放顶的安全防护工作没有做到位，就会导致采煤工作面出现以下安全隐患：

在回采工作面的过程之中，坚硬的顶板会随着工作面的变动而难以及时冒落，采空区域会形成悬顶情况，如果悬顶区域的面积大于规范中给定的界限，直接顶会生成大量的来压，而后会直接断裂，也会形成冒落的情况，进一步带来较大的安全性危害，工作面出现片帮情况，掉顶情况的发生概率也有所增加；断面通风工作也无法顺利进行，顶板冒落的情况会影响到被放置在工作面区域的设备以及工程支架，如果顶板悬空区域的面积过大，受到冒落影响而出现的冲击气流会直接威胁到采煤人员。

1.2监测方法

通过监测预报技术，可以对工作面在初次放顶期间的不良状况进行预测，可用的预测技术主要有以下几种：在工作面的恰当位置上安装监测仪表，借助综合性的分析技术来分析矿压的显现状况，还可以根据工作面位置的具体情况来建设会诊系统，同时应用规范化制度来强化工作面支护效果。

2初次放顶技术分析

2.1对顶板进行控制

严格遵守限定变形原则，对老顶与直接顶进行控制，避免其离层范围过大，使直接顶可以保持完整。加强直接顶的安全防护工作很重要，避免采煤现场出现因直接定破碎问题而发生伤人事故。

避免因老顶来压时冲击波冲击直接顶，造成比较严重的切顶垮面。这意味着采煤工作面必须从切眼推进就开始，提高初排支柱初撑力（大于90kN）；同时要对支柱的根根、班班及时进行支护质量跟踪监测，使支柱的支撑能力得到保证，这方面内容是现场会诊的着重点。从煤矿多年的现场管理经验来看，对支柱有效支撑的能力做好保护主要是监控两个质量，管理三个环节，就是抓支柱维修的质量和支柱支设的质量，三个环节是指抓泵站压力符合规定要求，给底板软穿合适柱鞋，对初排支柱做到每一班进行二次的注液。只有保证支柱有效的支撑能力，才会使支柱在“承压限定状态”下开展工作，直接顶的位置被支架阻力的限定，顶板下沉量数值被限定在在支柱缩量值（压缩后的煤粉，人员鞋、帽等作为辅助性支护物缩量）与顶板允许的弯曲值范围以内，杜绝顶板破碎产生冒落事故。

在控制老顶时，需要在初次放顶阶段对其首次垮落情况进行预测，在推进工作面时，要充分考虑到直接顶的下沉问题，在预测老顶的变动时，需要对矿压显现的基本特点与规律进行参考。

放顶小组要根据预报再次组织开展现场技术会诊，有针对性的采取加强措施，按照质量标准的要求，在支柱齐全，保证它们有效支撑能力的基础上，使用特殊支护如丛柱、戗柱和戗棚等方式，来增强支护强度，发挥支架在老顶的“给定变型”状态情况下的支护作用，避免发生大面积的压垮，造成推垮工作面的事故，使老顶安全渡过初次来压阶段。老顶断裂垮落，煤壁前方承受的支承压力峰值向深部传递，采煤面及上下两巷的矿压显现逐渐减弱，采煤工作面开始正常推进管理的阶段，仍然需要继续抓好直接顶管理，防止局部区域冒顶事故发生。

2.2优化顶板管理技术

回采期间工作面顶板管理：加强设备检修，提高开机率，保证工作面推进度，确保工作面快速推进。生产中采用追机作业方式，移架时带压移架，移架后及时用护帮板护帮，局部若有片帮掉顶现象，抵车后及时拉超前支架支护顶板。工作面支架初撑力达到额定工作阻力的80%，泵站压力不得小于30MPa，使支架有较高的初撑力，减少顶板对煤帮压力，较好地控制住片帮、掉顶事故的发生。

支架管理液压支架在移动过程中的稳定性较差，生产过程中，严格控制工作面采向，对歪架及时采用支架本身的调架千斤顶和DZ～28单体进行调整，使支架顶粱与工作面顶板接触严密，迎山有劲；支架间做到不挤不咬，相邻支架间的错茬合理，架间空隙均匀，前探梁升起，护帮板与煤壁接实，严格控制端面距；端头支架易发生歪架现象，影响安全生产，对端头支架增设防倒千斤顶，确保支架处于良好状态。工作面规格质量管理严格按回采层位组织施工，采高控制在3.8m左右，保持顶、底板平整，回采过程中工作面支架带线作业，做到煤壁、支架、链板机成直线；支架垂直链板机、不歪斜。

过断层期间顶板管理：工作面属“三软”煤层，而装备的机电设备功率较大，过断层一般采用硬过法。过断层期间工作面煤岩结合部的顶板管理非常重要，同时存在较大难度。除了要进行正常的顶板管理方式外，要采取一些有针对性的措施。

控制采高，减少破顶范围及破顶量当工作面距断层面10m时，提前俯采或仰采逐步降低工作面采高，采高降到3.2m左右，进入断层带时，采高控制在2.8m以内。工作面上下出口与巷道保持一致，迅速擦顶移架，减少空顶时间。拉架时，先降后立柱，再同时降前立柱和移架，待支架移动后，立即将降柱手把扳回零位，使之擦顶移架。工作面顶板破碎段，拉架的错茬距离不小于15m，以此保证顶板的整体。断层影响范围内严格进行追机作业。

3结束语

初次放顶是采煤工作中一种不可避免的情况，但是其出现顶板安全事故的概率也相对较大，直接提升了采煤工作的危险指数。而采煤人员可以选用科学合理的技术，对顶板进行约束，使工作面的安全性被增强。采矿人员在初次放顶工作阶段需要先观测工作面的基本矿压，根据矿压数值来预制观测结果，同时对工作面顶板加以强有力的管理，通过预报顶板受压情况也可以降低初次放顶工作的危险性，对工作面位置的单体支柱以及支架进行改进，将其支撑能力提升。从各个方面来预防顶板事故，营造安全采煤环境。

参考文献:

[1]张丁丁.(2017).煤矿综采工作面初次放顶顶板控制技术研讨.中小企业管理与科技(11),185-186.

[2]刘会利,&冯彦军.(2017).锦界煤矿综采工作面水力压裂初次放顶矿压显现规律.煤炭工程,49(1),60-62.

[3]姜奇.(2016).采煤工作面初次放顶的技术管理探究.大科技(6).

[4]曾照凯,陈苏社,&冯彦军.(2017).水力压裂技术在综采工作面初放顶板控制中的应用.陕西煤炭(S1).