大倾角综采工作面防矸帘的应用

李松强

摘 要：影响大倾角综采工作面安全生产的一个重要因素是煤壁片帮产生的“飞矸”伤人，为解决该问题，取保工作面的安全生产，针对煤壁片帮的原因进行分析，采取有效地防护措施，从而控制工作面的“飞矸”，探索出大倾角综采工作面防“飞矸”的有效方法。

关键词：煤壁片帮 初撑力 安全生产 “飞矸”

中图分类号：TD823.21 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-024-03

1 前言

2130煤矿14121大倾角综采工作面试采以来，产量稳定在5.2万吨/月。但此工作面却发生多次工伤事故，安全形势较差，主要原因是由于工作面片帮较多导致“飞矸”增多，加之倾角大，导致“飞矸”窜入工作面伤人，针对于此在工作面采用了防矸帘从而有效的防治了“飞矸”伤人事故。

2 工作面概述

2.1 回采工艺

（1）采煤方法：采用走向长壁后退式综合机械化采煤。

（2）落煤。落煤方式：使用MG150/375-W型双滚筒无链牵引采煤机落煤。

（3）装煤。装煤主要靠滚筒螺旋叶片，把大部分煤直接装入输送机，少量的浮煤在采煤机上行收浮煤时装入输送机内。

（4）运煤。工作面采用SGZ730/200刮板运输机，下顺槽采用两部SJ800/150皮带，一部SZZ730/110转载机。

2.2 支护方式

工作面上、下端头及超前支护使用QDZ-2200轻型单体液压支柱配合1.2m的金属铰接顶梁支护，相邻两柱之间用 6 mm钢丝绳联锁防倒柱伤人。工作面使用70个ZZ4000/16/26型液压支撑掩护式支架支护顶板。

3 “飞矸”产生的原因

14121综采工作面倾角较大，煤壁片帮沿机道滚落形成“飞矸”而煤壁片帮的主要因素如下：

造成此种现象的原因有多种原因，而造成此现象的直接原因是因为顶板压力大，对于14121综采工作面顶板而言，压力大的主要原因是由于支架支承能力不足。

众所周知，采场支架的受力是上覆岩层运动的结果，支架受力大小始终是与其所支撑的岩层范围的重量有关，如超承载能力后，支架将通过自身的沉缩摆脱其影响，将超出的部分岩重转移到煤壁和采空区垮落的石块上，因而造成煤壁深处压力值增大的现象，应力主要集中在煤壁，煤壁被压疏，自然就易片帮，大块煤增加，由于工作面倾角大，大块煤从工作面上部滚落造成所谓的“飞矸”，其危害性是不言而喻；如果溜子正常运行，工作面“飞矸”并不严重，煤块基本顺着溜子到下顺槽的转载机被运走，但由于有时煤块太大，必须将其砸碎才能运走（由于巷道狭小，没安装破碎机），因此只好停机处理，这时工作面溜子上的片帮煤由于惯性就会继续向下滚落，形成“飞矸”，进而直接影响安全生产。

根据现场观测立柱的初撑力和工作阻力，发现部分支架有自泄现象（由于综采支架已使用了一年多了，据现场观測，工作面的支架都不同程度出现窜、漏现象，部分支架立柱需更换，加之目前工作面涌水增大，工作面作业环境潮湿更加使部分元件生锈密封效果降低），另一方面，支架的初撑力低也是造成煤壁片帮的一个原因，由于工作面支架的初撑力低（见表1），长时间达不到要求，基本上只占额定值的60%左右，所以支架只能处在在“等压”状态，在支架“等压”的同时顶板也就将上覆岩层的压力传到煤壁上，从而使煤壁前支承压力增大，煤壁处始终是压力高峰区，自然就会出现大块片帮现象，这也正是煤壁向外泄压的表现。

正是支架的初撑力低，再加上综采部分支架有窜、漏液现象，使得支架的初撑力达不到要求，这样就不可能使支架在顶板大面积来压时保持高承压的工作状态，在这种情况下，老顶不能及时切断，从而顶板的压力主要就由煤壁承载，因而煤壁被压疏，向外泄压，出现片帮。

4 防矸帘的应用

正是由于上述的原因，14121工作面为确保安全生产，加强了防矸帘的使用和改进技术，现对此应用做如下介绍：

4.1 横向、纵向挡矸帘

4.2 机头挡矸帘

共设置两道全断面挡矸帘。第一道上部悬挂在支架上，下部固定在转载机上，每处挡矸帘上下固定点不少于4处，上、下部固定点均用钢丝绳卡子固定。第二道设置在转载机上，上部悬挂在铰接梁上，下部固定在转载机下槽帮上，并在网前悬挂皮带。两道挡矸帘宽度均要超过机道宽度。如图5所示。

4.3 机尾挡矸帘

在70#架子靠上帮处前后立柱间铺设双层挡矸帘网子，挂设方法为：上、下部分别挂设在支架顶部和下部，两则分别挂设在前后立柱上，并用卡子连接牢固，以防止支护上端头等工作时出现煤块、矸石等窜入支架内。如图6所示（单位：mm）。

4.4 下端头机头老塘侧挂设挡矸帘

5 采取措施后的效果

为了解决14121大倾角综采煤壁片帮引起的“飞矸”，确保工作面安全生产，除了采取上述方法外，还采取了更换密封配件，提高支架的初撑力和及时支护的措施，确保支架对顶板的支撑能力，从而控制了顶板下沉，减轻了煤壁处的顶板压力，减少了煤壁片帮的现象。自采取措施以来到如今，14121大倾角综采工作面未发生一起因“飞矸”引起的安全事故，确保了工作面的安全生产。

参考文献：

[1] 钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].江苏：中国矿业大学出版社，1990.

[2] 谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备[M].江苏：中国矿业大学出版社，1992.