大采高综采作业面顶板灾害防治

大采高综采作业面顶板灾害防治

董旭东

身份证号码：14220119840229XXXX

摘要：大采高综采工作面回采过程中的顶板管理是工作面生产管理和安全管理中的一个非常重要的环节。随着煤矿开采综合机械化程度的不断提高，工作面回采速度也逐渐加快，在这种情况下，做好工作面顶板灾害防治工作就显得尤为重要。本文简要对大采高综采作业面顶板灾害原因进行分析，并提出了有效的防治措施，以实现煤矿企业的安全高产高效生产。

关键词：大采高；综采作业面；顶板灾害；防治

1.大采高综采作业面顶板灾害原因分析

1.1地质因素

煤与围岩的强度、节理、裂隙及断层等地质构造是影响顶板稳定与否的内因，通常煤层强度低，层理、裂隙发育，断层构造带是造成顶板岩层破碎且易冒落的重要因素。随工作面开采，煤层与围岩相对稳定的力学结构遭到破坏，顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层，若煤层强度低、易碎，顺岩层应力无法或完全释放到底板岩层，从而导致顶板破碎；上覆岩层的层理、裂隙是决定岩体强度的重要特征，层理、裂隙越发育，岩性越弱，强度越低，顶板岩层也越容易发生漏顶事故。

1.2开采因素

就当前很多的煤矿井下工作面布置情况而言，相邻工作面之间采用留煤柱开采，而预留保护煤柱的大小直接影响工作面的矿压显现，相邻两工作面之间煤柱越小，第二个工作面回采时将受其影响，矿压显现就越明显，容易发生漏顶现象。

1.3采高

在地质条件一定的情况下，采高是影响上覆岩层破坏状况的最重要因素之一。采高越大，采出的空间就越大，这就必然导致采场上覆岩层破坏越严重。采高越高，在同样位置的基本顶处于平衡状态的概率越小，即采高与基本顶的稳定性成反比关系；而且在支撑压力的作用下，工作面煤壁也会随着采高的增大变得越来越不稳定，易于片帮。因此采高越大的工作面，矿压显现也越严重，工作面也越容易发生漏顶及片帮事故。

1.4工作面推进速度

顶板变形程度与工作面推进速度有直接关系，工作面推进速度加快，工作面支护速度也加快，梁端顶板空顶时间减少，从而减小了煤与围岩的变行，降低了工作面漏顶及片帮事故发生的几率。即工作面推进速度越快，顶板变形程度越小，发生漏顶及片帮事故的几率也就越小。

1.5支护状态

良好的支护状态，会提高支架对顶板的控制能力，减少漏顶事故发生。由于采煤工艺不当，造成运输机上窜下滑，支架不再垂直工作面，支架间呈台阶错茬，影响了支架支护状态；有时支架各立柱升柱不平衡，造成顶梁歪斜，不能平行支护顶板，均匀受力，形成顶梁与顶板线接触；有时出现歪架、咬架，调架不及时等现象，都会降低支架支护质量，导致漏顶事故发生。

2.大采高综采作业面顶板灾害防治措施

2.1做好回采期间工作面顶板管理

①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（工作面平均月进177.8m，最高月进度为232.6m）。②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。③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。

2.2支架管理

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。

2.3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。

2.4端头顶板管理

工作面上下端头煤壁三角处因受两巷及工作面采动影响压力大，易发生片帮掉顶，对此在上下端头煤壁三角处架设斜跨棚和顺山棚，加强端头顶板管理。跨工作面机头、机尾用7.0m长11#工字钢设双排挑棚，一梁四柱，随机头、机尾交替迈步前移；上下隅角受锚梁网支护影响，收角后上下隅角不能及时充分冒落，超前工作面煤壁5m提前将锚索退锚，在上下隅角切顶线处用单体加补密集切顶点柱，用材料将上下隅角充填实。

2.5过断层期间顶板管理

根据实际工作面，采用合适装备的机电设备功率。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。

2.5.1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。刹底或飘车时每刀刹底或飘车量不超过100mm，工作面上下出口与巷道保持一致。

2.5.2快速擦顶移架，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。

2.5.3断层影响范围内严格进行追机作业，只准一茬拉架，其它茬不得拉架，以此保证移架时供液系统的液压，从而达到快速移架的要求。

2.5.4对发生的顶板事故及时处理。当工作面出现掉矸、掉顶现象，应立即处理，防止事故扩大，同时，对片帮掉顶处可适当多进刀，以便及时拉架支护。工作面若发生较为严重的冒顶事故，确实无法推进时，可采取使棚的方法管理煤壁和顶板。

2.6工作面更换大件时的顶板管理

工作面更换部分大件，检修人员有时需要在支架下煤壁附近作业，一方面要求作业人员具备较好的安全自保意识，在作业前认真细致观察顶板及煤壁情况，不站在架间作业；另一方面需要采取一些相应的措施加强顶板、煤壁支护。

2.6.1更换煤机大件，应将提前煤机停放在顶板较为完好处，支架留出步距，使用半圆木对煤帮进行背帮处理，半圆木放在护帮板中间位置，使用支架护帮板将半圆木抵在煤帮，背严、背实。

2.6.2更换支架顶粱、前探梁，需要降下支架，顶板出现较长时间的空顶现象，安全威胁大。采取的做法是在检修支架的两端支架上架圆木，提前一至两个小班开始上圆木，工作面每推进两刀上一根，圆木合理搭接在两侧支架上，有效支护检修支架上方顶板。

3.结语

综上，通过对大采高综采作业面顶板灾害原因进行了分析，提出了大采高综采工作面顶板管理措施，降低了作业中事故的发生概率，并且提高了作业的施工效率，实现了安全生产，促进煤矿企业的经济效益。

参考文献：

[1]张文凯.大采高综采作业面顶板灾害防治探讨[J/OL].当代化工研究，2019（04）：33-34[2019-04-22].

[2]苏锋.大采高综采作业面顶板灾害防治分析[J].能源与节能，2018（10）：13-15.

[3]龚雪武.大采高综采工作面机械采煤工艺应用探讨[J].机械管理开发，2017，32（02）：85-87.