综采放顶煤工作面的顶板控制.docx

欢迎光临安全人之家 https:/ 综采放顶煤工作面的顶板控制 乌兰井田位于贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区的北端，井田内下二叠 统山西组 3#煤为井田内的特厚煤层， 煤厚平均为 9.95m。 煤层结构复 杂，有夹矸 218 层，一般有 110 层夹矸，上部距顶板 1m 左右有 一层高岭石泥岩，厚度在 0.8m 左右，分布范围广，沉积稳定。煤层 变异系数 0.42， 为较稳定煤层。 煤层顶板为粉、 细砂岩， 底板为砂岩。 煤层倾角平均 24。 1 综合开采技术在 3#煤层中的应用 3#煤层为乌兰矿的主采煤层，占全部储量的 42%，1992 年 11 月 1993 年 3 月，该矿在 33#煤层中进行综采放顶煤开采工业性试验，经 有关专家组成的技术鉴定委员会鉴定， 认为该项目技术达到了国内领 先水平， 可以有效地指导生产， 并在国内类似条件的煤层中推广应用。 试验成功后，在 3#煤层的开采方式主要采用综采放顶煤工艺。截止 2002 年 7 月，走向推进已达 3200m。 综放工作面的布置方式：工作面的两风巷沿煤层走向布置，沿底板 掘进，采用矿用 11#工字钢制作的梯形支架支护。沿顶板布置一条顶 板道，与工作面风巷内错一定距离。工作面切眼沿底板布置，倾斜长 度正常时为 150m 左右。工作面采高 2.4m（支架正常支撑高度） 。 2 综放工作面片帮冒顶原因分析 综放工作面顶板，实际是支架上覆的顶煤，按顶板分类，应属破碎 顶板。 3#煤层普氏硬度系数为0.61.2。 由于各种因素的作用和影响， 工作面架前多次发生片帮冒顶，严重影响正常生产和安全，直接影响 欢迎光临安全人之家 https:/ 综放技术发挥优势和效益。 （1）煤岩层性质影响。采煤工作面顶板破碎的根本原因是顶板为不 稳定的煤岩层。 综放工作面的顶板是煤层， 支架上覆顶煤本身的性质， 是导致顶煤板破碎的重要因素之一。 乌兰井田3#煤层在不同的采区， 其性质有所不同，从而使工作面顶板控制措施不同。北翼及中部采区 的 5321 工作面、5331 工作面、5332 工作面、5333 工作面、5334 工 作面，由于煤层自身产状相对稳定，节理裂隙不发育，加之硬度较南 翼采区煤层高，分析开采过程的煤壁及顶板控制，由于煤层自身原因 造成片帮漏顶的情况只占 10%左右， 并且是在遇到很明显的地质构造 （如断层、褶曲等）才发生片帮冒顶，使顶板难以控制。南翼采区的 5335 工作面、5326 工作面、5327 工作面，在回采过程中发生的片帮 漏顶事故，经分析有近 90%是因为煤层遇地质构造（揉皱软煤区、小 断层群造成裂隙、节理非常发育、层理紊乱、底板异常鼓起、出现泥 岩伪底等）造成的。在不同的综放工作面，煤层性质都表现出了对顶 板控制的重要的影响作用。从顶板控制角度，我们希望支架上覆的顶 煤完整稳定， 但放顶煤工艺本身又要求顶煤到达放煤口时必须达到一 定的破碎程度，因此较软的煤层其放出性较好，宜采用放顶煤工艺， 但对顶板控制不利。 （2）矿山压力的作用。综放工作面顶煤是在矿山压力、工作面前方 煤壁的支撑压力及煤的自重力作用下，产生裂隙、离层逐渐破碎，在 支架切顶线后方冒落。如果由于自身性质及外部作用，破碎已达一定 程度，架前片帮冒顶就有发生的可能。分析 3#煤层的开采情况，周 欢迎光临安全人之家 https:/ 期来压很不明显，支架工作阻力普遍较小，支架所受顶板压力作用点 前移，并且在支架顶梁上非均匀分布，支架上方顶煤在支架前移后， 很少出现悬顶现象。架前顶煤经常出现沿煤壁切开，但煤体并不是特 别破碎， 说明并没有受到极大的挤压作用。 因此， 放顶煤工艺的特点， 使 3#煤层工作面矿山压力显现不明显，发生大范围的片帮冒顶情况 很少出现，所以矿山压力对放顶煤工作面顶板控制的影响并不大。但 要明确的是，如果有其他因素的共同作用，矿山压力将加剧采场恶化 程度，给顶板控制增加困难。 （3）人员操作和劳动组织因素。放顶煤工作面对操作和工艺组织要 求不同于普通综采工作面。 顶板控制对人员操作要求就是要及时支护， 并尽最大可能预防片帮冒顶，包括对局部架前、架间漏顶、片帮的重 视和处理。综放支架前梁上方常常是已破碎的顶煤，移架操作要求少 降支架，带压擦顶前移；在工序安排上，规定移架距采煤机后滚筒不 得超过 3 架。 技术人员和施工人员对大量的片帮冒顶事故进行分析总 结，对 3#煤层综放工作面移架工序制定相应措施。由于煤层自身性 质及矿山压力的作用，支架架前出现煤壁压酥破碎、片帮深度 0.4 0.6m。如果采用挑伸护帮板临时支护，护帮板与煤壁接触面积较小， 有时是线状接触，煤壁得不到有效支护，架前空顶也没有改善。同时 由于操作失误造成的人为冒顶事故，如降架过多，支架不正、倒架、 咬架、不按放煤工艺规定放煤等，也会引