采煤工作面初次放顶技术管理

刘鹏

摘 要：煤矿各类顶板的矿压活动规律进行及时观测，是在采煤工作面的初次放顶期间完成的，可以进一步确定涉及放顶的每一项参数及精确的计算方法，这样便于指导初次放项的顺利开展。本文对如何进行初次放顶提出了技术管理的措施，期望取得明显的效果。

关键词：采煤工作面；初次放顶；技术管理

一般意义上的初次放顶，是指初采工作面从开切眼到它直接顶冒落高度达到采高标准的I.5至2倍，这一阶段工作面垮落就被称为初次放顶。纵观以往技术的管理经验，工作面的初次来压技术管理具有重要意义，它可以为加强顶板的管理提供依据，进一步减少顶板事故发生，从而保证安全生产，尤其是初次来压做正确预报和初次放顶时的顶板控制，能够明显杜绝伤亡事故。

一、初放期间坚硬顶板的安全威胁及预测

1.工作面产生片帮以及掉顶。

2.上下的顺槽顶、底和2帮移近量大，从而不能有效保证通风断面。

3.支架立柱的下缩量在极短时间内骤增，有可能被压死，与此同时，顶板大量冒落会损坏工作面附近的支架等其它设备。

4.由如果顶板悬空的面积大，产生突然冒落时冲击气流对工作面人员安全造成威胁。

采煤面经常由于顶板发生裂断，支架阻力不能抗衡岩梁回转，导致大面积的压垮工作面而发生事故，所以必须搞清楚采煤工作面控制岩层性质和范围，准确预报使用的直接顶、老顶裂断运动的发展过程，开展针对采煤面初次放顶的监测预报，做好现场顶板的安全管理工作。初次放顶的监测技术主要包括三部分：①是否恰当设置监测仪表；②综合判断矿压显现；③能够依据判断预测建立一套现场会诊技术，措施制定，以及加强支护的规范化制度。

监测仪表是指顶板动态仪而言的，一般在工作面的上、下巷各设置3台的顶板动态仪，在采煤工作面中部的初排支柱和末排支柱各安装1台顶板动态仪做监测。

二、初次放顶时控制顶板措施

1.初次放顶时期，直接顶板应该按照“限定变形”准则，确保直接顶和老顶不会出现较大范围的离层，在可以预防控制的范围内，保证完整的直接顶。一是杜绝直接顶破碎导致漏冒与回柱时顶板跟下发生伤人事故：二是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的初撑力（大于90kN）；同时要对支柱的初撑力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：两个质量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“承壓限定状态”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。

2.做好老顶的控制。初次放顶时，直接顶开始垮落到老顶首次垮落阶段，不仅要管控好直接顶，更主要的是抓好老顶控制，采煤工作面的推进，老顶会达到其极限的跨度产生挠曲下沉，随之直接顶也下沉，综合这一情况，总结矿压的显现规律和特点，预测预报老顶来压周期。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。

三、工作面的顶板管理

1.回采期间工作面顶板管理。

（1）常用措施：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。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，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，减少顶板对煤帮的压力，较好地控制住片帮、掉顶事故的发生。

（2）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DW～35型单体进行调整，使支架顶梁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，前探梁伸出，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。

（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挂线作业，做到煤壁、支架、刮板机成直线，支架垂直刮板机、不歪斜。

2.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走向π钢棚，加强端头顶板管理，跨工作面机头、机尾用7.Om长π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。

3.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。（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）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性。（3）断层影响范围内严格进行追机作业，只准一茬拉架，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。

四、认真管理初次放顶

1.自上而下，严抓严控。生产矿长作为第一责任者，对回采工作面的顶板管理必须严格，其主要职责是组织领导初次放顶小组，根据初次放顶的进展情况进行检查，将初放面的隐患和问题进行及时解决，全面负责顶板管理工作。

总工程师负责技术管理，科学的、有针对性的制定各项规程措施，指导实际工作，并在实际工作中监督实施，在技术上做好管控。采煤队的主要职责：按规程规定搞好工程建设质量，加强细节管理，开展安全生产和实现文明生产。

2.跟踪检查，及时处理问题隐患。科技的进步为工作提供了更多的科学手段，抓住支柱初撑力这一初放的主要因素，认真对工作阻力鉴定和现场进行整改，做好坚持研究到决策兑现的工作循环，放顶领导小组的每一个跟班成员必须详细记录数值、会分析实际状态，掌握工作面支护的质量及顶板动态，初放期间要仔细观测，重点的观测区应设置在靠近放顶线附近的末排支柱，不正常段及有构造结构变化、悬挂顶、局部冒顶区域等特殊地点的上下端头、进回风巷超前支护，应采用巡回检查，及时处理有关问题，观测数据要完整、齐全、真实，宏观情况要有重要记述，存在的隐患应该提出建议，按照规定，放顶领导小组责任成员在记录上签字，放顶领导小组对检查之中发现的问题，必须立即组织现场整改，使支柱初撑力及工作阻力符合规定要求。endprint