浅谈综采工作面残煤开采顶板控制与管理

摘 要：采煤工作面煤帮遇采迹、构造带、导致帮顶破碎冒落是影响采煤工作面安全及施工效率的重要原因，文章分析残煤开采过程中遇到的开采难度问题，落实采取针对性措施，加强残煤开采中工作面煤帮帮顶控制程度，以解决残煤开采中遇到煤帮帮顶破碎的问题，达到安全、高效、高产。

关键词：破碎顶板；控制；推进速度；初撑力

采区概况

西安煤矿位于（吉林省）辽源市西北部，地理坐标为东径125°08′，北纬42°56′，距市中心4km。矿区有运煤专用铁路与辽源站相连，并可通过贯穿市区的四梅公路，铁路和辽营公路通往全国各地；西安矿现主采煤层为下煤，该煤层层理节理较发育，结构复杂。煤层顶板为白色粉砂岩和砂质页岩互层易破碎，稳定性差，煤层底板有凝灰岩或安山质砂岩。由于受资源减少限制，现西安矿采煤工作面多为残煤开采，工作面煤帮及顶板遇采迹破碎易冒顶，因此综采工作面顶板控制的关键是工作面煤帮帮顶的控制。找出解决残煤开采中煤帮过采迹、冒落带的控制方法，对安全生产有重大意义。

1 煤帮遇采迹、构造带、冒落带影响生产的因素

1.1 地质因素

残煤开采中工作面围岩的稳定性、节理发育性、构造带以及裂隙、褶曲等地质构造和遇采迹冒落带是影响工作面煤帮稳定与否的主要因素；采煤工作面残煤开采本身煤帮易冒落，并且采煤工作面采煤煤、岩层强度低，煤帮遇采迹或层理、裂隙发育，遇断层构造带都是造成残煤开采中采煤工作面煤帮易冒顶的重要因素。随工作面开采，煤层与围岩相对稳定的力学结构遭到破坏，煤帮的煤、岩层顶板压力通过煤帮释放，煤帮煤层强度低，回采过程中煤帮过采迹时顶板本身破碎。煤层的构造带、裂隙是决定煤帮强度的重要特征，构造带、裂隙、采迹越多，煤层强度越低，煤帮越易冒落。地质构造带易造成顶板破碎、易冒，构造带与工作面夹角越小，揭露破碎带越宽，对工作面煤帮的影响也越大，冒顶可能性也越大。工作面过旧巷、采迹时也极易造成工作面冒顶。

1.2 端面距

采煤工作面综采支架前探梁到煤帮的控制距离叫端面距。采煤工作面的端面距越大，冒落程度随之增加，但是工作面端面距越小，就可以控制工作面冒顶距离。其次加强煤帮管理，杜绝煤帮片帮超宽，也是缩小端面距不可缺少辅助因素。因此残煤开采过程中，控制煤帮端面距，遇采迹前先采取预防性措施，就可以减少采煤工作面冒顶事故的发生。

1.3 工作面循环推进度

综采工作面煤帮冒落程度与工作面每班的循环推进度有直接关系，工作面循环推进度与采场集中应力呈反比，工作面循环进度越快，工作面煤帮集中应力越小，煤体的变形系数减少，工作面正确管理好，不易冒顶。矿井综采采场周期来压步距5～15m，，综采工作面平均日循环进度3.0米，按正规循环3.0米计算，保证正规循环后，采场应力集中区滞后采空区，工作面冒顶事故基本杜绝。所以工作面循环进度快与慢，对于冒顶影响起决定性作用。

1.4 支架初撑力

平均支护强度与冒落程度关系，对于我煤业公司残煤上综采目前在中国先例，根据我集团公司多年來在井下综采工作面顶板矿压观测数据分析，综采工作面采用全部陷落采煤方法，综采的采场顶板压力PI=25吨/m2，每个综采支架载荷400吨，工作面每9.0m2一盘架子，支护强度：400吨/9.0m2=44.44吨/m2，综采支架44.44吨/m2>综采的采场顶板压力PI=25吨/m2，综采支架支撑力远远大于采场顶板压力，完全符合采场支护强度，保证支架的支护强度首先要确定支架初撑力，保证泵站出口压力不得低于30MP，杜绝供液压管路液压泄漏，在实践中证明，综采支架初撑力合格率平均只有75%左右，其主要原因：（1）多个综采工作面共用一个供液泵，并且多支架同时供液；（2）泵站出口压力不足30MP，供压管路老化，管路维修不及时压力泄漏，供液管路距离长；（3）综采支架液压柱管路接口胶垫损坏泄压；（4）综采支架供液、回液管路堵塞（5）工作面综采支架阀组损坏更换不及时造成窜液（6）泵站工作管理不好，满足不了工作面综采支架所需压力。

1.5 综采支架支护状态

综采支架好的支护状态，会提高支架对顶板的控制能力，控制冒顶事故发生。由于采煤工艺、伪倾角掌握不好，支架不垂直工作面，综采支架间侧护板控制不好，导致顶板漏货，支架与顶板接触不实，支架间错差大顶板支护没形成整体，都会降低支架支护强度，导致煤帮顶板事故发生。

2 煤帮破碎顶板的控制

2.1 支架选型

煤帮帮顶破碎不稳定，破碎铺顶网能使破碎顶板形成一个整体，达到改善顶板之功效，保证支架与顶板接触严密，开帮前超前使用临时支护控制好煤帮，杜绝煤帮淌货导致顶板漏冒，工作面开帮时，及时发挥前伸缩梁、护帮板的性能控制顶板、煤帮，最大限度缩小端面距。在顶板不稳定、破碎顶板管理中极为有效。

2.2 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。移架时，使顶梁与顶板保持一定的支撑阻力，带压前移。这样顶板不会出现明显松动，可有效控制顶板，从而使支架顶梁与顶板保持接触严密，确保支架支撑强度。

3 结束语

西安矿由残煤上综采以来，由于采取了综合防范措施，同时要求每个采煤工作面每小班的开帮推进度达到1.0m以上，使工作面顶板管理状况得到改善，冒顶得到有效遏制，为综采面在残煤破碎顶板条件下开采降低了冒顶事故，实现安全高效生产。

参考文献

[1]樊运策，等.综合机械化放顶煤开采技术[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

[2]陈炎光，钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].徐州，中国矿业大学出版社，1994年.

作者简介：杨洪杰 （1975.01-）男，吉林省洮南市，职称：助理工程师 学历：本科 采矿工程，研究方向：煤矿开采技术。