简论冒顶浅谈综采工作面片帮冒顶理由及制约

论文导读：
【摘 要】工作面回采过程中，发生片帮、冒顶事故，不仅使工作面产量降低，而且对人身安全造成威胁。文章通过对工作面片帮、冒顶的原因进行分析，提出片帮冒顶的控制措施，保证了工作面的安全回采。
【关键词】工作面；片帮冒顶；安全回采
祁东煤矿6134工作面位于井田东翼一水平三采区，开采地质条件复杂，煤壁片帮冒顶事故频发，给安全生产带来严重的隐患并影响工作面的正常推进。通过对工作面片帮、冒顶的原因进行分析，制定煤壁片帮冒顶的控制措施，保证了工作面的安全回采。
1 工作面概况
6134工作面走向长度1015m，倾斜长度215m，倾向340°～ 10°，倾角11°～16°，平均13°，煤层厚度

1.0m～2.2 m，平均9m。工作面煤层特征和煤层顶底板特征见表1、表2。

采煤工艺为单一次采全高走向长壁后退式综合机械化采煤，全部垮落法处理顶板。工作面主要设备：液压支架ZY4000/09/21 、运输机SGZ―764∕630、采煤机MG200/456―AWD、破碎机PLM―1000、转载机SZZ―764∕400、皮带机SSJ―1000∕2×7

5、乳化泵BRW―315∕3

1.5。

2 工作面片帮、冒顶机理 随着工作面的推进，煤壁在支承压力作用下处于不稳定状态。水平应力迅速减小，垂直应力急剧增大，使煤体内原有的节理裂隙增大并产生新的裂隙。随着老顶的周期性断裂，当支承压力达到一定值后，节理裂隙较大的煤壁加剧破坏，从而造成煤壁片帮。
冒顶是煤壁片帮后续的矿压显现现象。片帮以后，加大支架与煤壁之间的端面距，无支护空间扩大。当直接顶比较破碎时，支架顶梁不能完全很好的接触顶板，支架初撑力较小，造成顶板离层，并且直接顶岩层由于裂隙的存在，其抗拉强度也大幅降低，当支护不及破碎顶板就要冒落，造成冒顶。
3 工作面片帮、冒顶影响因素分析

3.1 地质构造

6134机、风巷掘进期间共揭露断层18条，其中，落差大于2m的断层6条，DF3断层穿过6134工作面。地质构造的存在导致煤层节理和裂隙比较发育，降低了煤层强度，使煤体变得比较松散，容易引起煤壁片帮。

3.2 邻近工作面采动

6134工作面开采前，下部相邻6136工作面已经回采完毕，其中6134机巷与6136采空区只有1.8m宽留巷墙体。工作面沿空，应力增大，使工作面顶板压力较大，顶板从煤壁前方断裂，造成其前方煤壁出现塑性变形和破坏，进而引发煤壁片帮。

3.3 周期来压

工作面周期来压期间，顶板支承压力增大，使得煤体的运动及破碎更加严重，造成煤壁片帮，而煤壁片帮后，煤帮无法支撑顶板，造成冒顶。

3.4 支架初撑力低支护不及时

工作面顶板压力由液压支架和煤壁共同承担，当液压支架工作阻力达不到要求时，顶板压力就会向煤壁转移，压力超出煤壁的强度极限时，煤壁就会发生片帮。液压支架初撑力低主要有以下原因：（1）乳化液泵压力达不到规程要求。（2）人员未按照规程操作，升架的时间短。 （3）支架立柱不完好，存在串液现象，或者液压管路存在跑冒滴漏现象。（4）液压支架的立柱安全阀损坏或卸载压力低。（5）液压支架支护状态不合理，液压支架与顶板存在点接触或线接触现象。
采煤机运行速度快，移架速度不及时，使新暴露的顶板不能被及时的有效支护，使压力向煤壁转移，也可能导致煤壁片帮。
4 工作面片帮、冒顶控制措施
根据6134工作面具体条件，对煤壁片帮冒顶影响因素分析，提出了以下控制工作面煤壁片帮冒顶措施。

4.1 带压擦顶移架

当采用正常操作程序降架移架，很难保持破碎顶板的完整性时，应采取带压擦顶移架即移架时让支柱仍保持一定的工作阻力，使顶梁贴着顶板擦顶前移，这样顶板不会出现明显松动，不仅可以有效的控制顶板，而且加快了移架速度，减少了空顶时间。

4.2 合理控制工作面采高

合理的工作面采高，能有效利用围岩自身的承载能力，防止因采高过大发生煤壁片帮冒顶。根据工作面煤层的地质条件及工作面配套设备的性能，确定工作面采高控制在

1.9±0.1m。

4.3 加快推进速度

加快工作面推进速度，可以减少超前支承压力的影响范围、减少支承压力对煤体的作用时间及降低煤壁损伤程度，从而可以减小摘自：毕业论文摘要范文www.7ctime.com
煤壁片帮程度。回采期间论文导读：部分粘顶煤，利用支架前梁铲落。工作面支架支护状态不合理时要调整支架的支护状态，保证支架顶梁与顶板平行，最大仰俯角<7°，相邻支架顶梁保持平整，不能有明显错差（不超过顶梁侧护板高的2/3），支架不挤、不咬。5结论通过实施以上所述防治片帮冒顶的措施，有效控制了煤壁片帮和冒顶事故的发生，减少材料消耗，提高了煤质，实
尽可能的加快推进速度，考虑工作面配套设备情况每天推进不低于6刀（

3.6m）。

4.4 提高支架初撑力和工作阻力

提高液压支架的初撑力可以减小顶板的破碎度和维护顶板的完整性，从而提高支架的承载能力，减小工作面前方煤体的压力，避免了煤壁片帮冒顶的发生。现场管理中要保证支架的初撑力。（1）升支架时保证足够的时间，使支架的初撑力不低于24MPa。（2）在日常生产中，要加强对液压设备的管理与维修，杜绝液压管路出现的跑冒滴漏现象，损坏的液压元件要及时更换，保证泵站压力不低于30Mpa，乳化液浓度不低于3%～5%，定时（每小班三次）检查乳化泵站压力、乳化液浓度，并做好检查处理记录。

4.5 人工超前管理

工作面过地质构造带时顶板极为破碎时，停止用采煤机割煤，人工超前管理。当工作面局部片帮端面距宽度大于340mm小于1m时，采用1.6m 半圆木配合DZ-25液压单体架设走向棚；当工作面局部片帮端面距宽度大于1m时，采用2.4m工字钢配合DZ-25液压单体架设走向棚。半圆木或工字钢一端搭在支架前梁上，另一端用液压单体支撑，抵实煤壁，采用塘柴梱，笆片背帮过顶。

4.6 改进回采工艺

及时拉超前支架，移架滞后采煤机滚筒控制在3～5架，使支架前梁顶住煤壁；采煤机采用底刀割煤，留部分粘顶煤，利用支架前梁铲落。工作面支架支护状态不合理时要调整支架的支护状态，保证支架顶梁与顶板平行，最大仰俯角<7°，相邻支架顶梁保持平整，不能有明显错差（不超过顶梁侧护板高的2/3），支架不挤、不咬。
5 结论
通过实施以上所述防治片帮冒顶的措施，有效控制了煤壁片帮和冒顶事故的发生，减少材料消耗，提高了煤质，实现了工作面安全高效回采，保证了工作面快速推进，为类似条件下工作面煤壁片帮、冒顶的防治提供了经验。
参考文献：
尹志坡.大采高综采工作面煤壁片帮的分析与预防[J].华北科技学院学报，2008（7）.
赵国荣.综采工作面煤壁片帮的危害与预防[J].山东煤炭科技，2010（3）.
作者简介：
朱振（1988—），男，安徽宿州人，助理工程师，2011年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现在皖北煤电集团祁东煤矿从事采煤技术管理工作。