1、頂幫管理應(yīng)知應(yīng)會,西井綜采隊(duì) 鄭苛苛,綜采工作面局部片幫冒頂原因分析及其控制,綜采工作面在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生片幫冒頂事故，這不僅使工作面經(jīng)常處于半停產(chǎn)狀態(tài)，而且造成機(jī)械設(shè)備的損壞，采煤機(jī)開機(jī)率下降，導(dǎo)致綜采工作面產(chǎn)量和效益的降低，同時(shí)對人身安全造成嚴(yán)重威脅。隨著現(xiàn)代化采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合機(jī)械化采煤不斷地應(yīng)用于生產(chǎn)中，綜采工作面如何提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的影響、提高采煤機(jī)，開機(jī)率已成了綜采區(qū)隊(duì)的主攻課題。我礦自成立綜采以來，隨著生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和專業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)的不斷提高，綜采機(jī)械設(shè)備的性能逐漸得到了進(jìn)一步的發(fā)揮，使得采煤機(jī)開機(jī)率有了明顯提高，經(jīng)濟(jì)效益得到了穩(wěn)步提高。但在生產(chǎn)中

2、經(jīng)常發(fā)生綜采工作面片幫冒頂事故，導(dǎo)致綜采工作面產(chǎn)量和效益的降低，同時(shí)對人身安全造成嚴(yán)重威脅。,綜采工作面片幫冒頂?shù)奶攸c(diǎn),(1)在中等穩(wěn)定或不穩(wěn)定頂板條件下，遇有節(jié)理發(fā)育或松軟煤層，往往是先片幫后冒頂，繼而片幫冒頂交替出現(xiàn)。 (2)遇有局部偽頂或直接頂巖塊破碎垮落，使支架接頂不好，造成局部頂板巖層懸空，如遇設(shè)備故障或移架操作不當(dāng)，就會導(dǎo)致頂板懸空巖層再次垮落，發(fā)展成為較大規(guī)模的片幫冒頂，即“小冒引起大冒”。(3)地質(zhì)破碎帶或煤巖松軟帶，易引起片幫冒頂，其特點(diǎn)是在破碎帶附近長期連續(xù)發(fā)生，直至過完破碎帶為止。 (4)隨著液壓支架的反復(fù)卸載，不斷破壞巖層的暫時(shí)平衡狀態(tài)，使片幫冒頂范圍反復(fù)發(fā)展與擴(kuò)大。,

3、綜采工作面片幫冒頂原因,(I)礦壓因素。常見的礦壓因素有承壓煤柱或周期來壓導(dǎo)致礦壓顯現(xiàn)異常，造成回采過程中局部應(yīng)力增高而導(dǎo)致煤壁片幫，引發(fā)片幫冒頂事故 (2)地質(zhì)因素。地質(zhì)破碎帶或煤層松軟帶，易引起片幫冒頂，臨近斷層、褶曲軸部等構(gòu)造的部位，特別是在直接頂由強(qiáng)度較低，分層厚度較小的巖層組成的條件下。采時(shí)遇見斷層和褶曲而引發(fā)了局部片幫冒頂，對生產(chǎn)造成了很大影響， (3)綜采工作面管理及操作不當(dāng)。如移架不及時(shí)或移架中沒有采用帶壓擦頂移架，工程質(zhì)量低劣或支架端面距超規(guī)定值，懸頂時(shí)間超過規(guī)定，工作面推進(jìn)速度低于一定值，支架初撐力和工作阻力達(dá)不到額定值或采高超過支架的最大支撐高度造成頂板大面積來壓，頂板產(chǎn)

4、生臺階下沉及煤壁片幫冒頂事故的發(fā)生。,(4)液壓支架的反復(fù)支撐與卸載造成綜采工作面頂板破碎以及支架前梁接頂不好，形成端面壓力增大而造成片幫冒頂。 （5）支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的個原因，現(xiàn)場使用的乳化泵壓為28Mpa，而實(shí)際應(yīng)為30Mpa以上，由于初撐力低，所以支架只能在“等壓”，在“等壓”的同時(shí)也就將上覆巖層的力傳到了煤壁上，從而造成了煤壁始終是壓力高峰區(qū)，而出現(xiàn)大塊煤片幫現(xiàn)象，也正是煤壁向外卸壓和表現(xiàn)。正是由于支架的初撐力低，再有大部分支架立柱密封不好竄液，使支架的初撐力及工作阻力均達(dá)不到正常要求，就不可能使支架在頂板大面積運(yùn)動前保持高承壓的工作狀態(tài)，這種情況下老頂不能及時(shí)切斷，從而

5、將應(yīng)力傳遞到了煤壁承載，因而煤壁被壓酥；出現(xiàn)片幫，向外卸壓。,防治片幫冒頂?shù)拇胧?1提高支架的初撐力和工作阻力 從控制理論講，支架初撐力大，能夠預(yù)先控制頂板，既有利于防止直接頂離層，又有利于支架的穩(wěn)定?？煽s量大、阻力可靠則可以緩沖老頂?shù)膲毫Γ軌虬丛O(shè)計(jì)要求，可靠地保證對頂板的控制。 (1)首先盡可能提高泵站的供液能力或選擇高壓泵站的供液系統(tǒng)，盡量減少液壓系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象和工作面液壓系統(tǒng)的竄液問題。 (2)正確操作支架，在移架升柱后，不要立即把升柱手把打回零位，以提高初撐力。,(3)充分利用支架的初撐力，及時(shí)有效地支護(hù)頂板。帶壓移架，移架時(shí)降柱高度控制在100mm以下，擦頂前移(或用單體

6、幫架前移)，支架升柱后，操作手把延時(shí)回零，以提高實(shí)際初撐力；發(fā)揮支架前梁千斤頂?shù)淖饔?，保持支架頂梁處于近水平狀態(tài)，梁端略高于梁尾，防止向煤壁竄矸；靈活操作，及時(shí)支護(hù)，一般移架滯后于采煤機(jī)滾筒不大于5架，不少于3架，否則應(yīng)停機(jī)移架；對于頂板冒落高度500mm的，應(yīng)及時(shí)在頂梁上架設(shè)木垛，防止冒頂?shù)睦^續(xù)發(fā)展。 2改進(jìn)綜采生產(chǎn)工藝和操作技術(shù)加強(qiáng)工程及設(shè)備管理 (1)要防止采高超過設(shè)計(jì)要求。因設(shè)計(jì)的采高是綜合地質(zhì)，礦壓等多方面因素而制定的，如果采高超過設(shè)計(jì)要求，就會有特殊情況發(fā)生，如支架初撐力達(dá)不到規(guī)定要求而接頂不嚴(yán)密，造成頂板離層，在動態(tài)應(yīng)力的影響下造成煤壁片幫，導(dǎo)致端面距增大，頂板懸露時(shí)間過長而造成

7、冒頂?shù)痊F(xiàn)象的發(fā)生。,(2)當(dāng)頂板及煤體破碎時(shí)，減少采煤機(jī)的一次進(jìn)刀量，以提高牽引速度，實(shí)行淺截快跑。提高采煤機(jī)的截割速度，就可以縮短工作面生產(chǎn)的循環(huán)時(shí)間，盡量減少了機(jī)道頂板暴露的面積和時(shí)間。頂板暴露的面積和時(shí)間對頂板端面破碎起著制約因素，而工作面機(jī)道頂板暴露面積的大小和時(shí)間很大程度上取決于滾筒的截深及采煤機(jī)的牽引速度。因此，在實(shí)踐中要根據(jù)適合采場的地質(zhì)條件及生產(chǎn)條件選擇合理的截深和速度，減少頂板的暴露面積和時(shí)間。這樣，可以充分利用超前壓力落煤，使機(jī)組負(fù)荷減小，運(yùn)行穩(wěn)定，速度快，使頂板壓力顯現(xiàn)較均衡，頂板下沉量小，避免了片幫冒頂事故。 面積的大小和時(shí)間很大程度上取決于滾筒的截深及采煤機(jī)的牽引速度

8、。因此，在實(shí)踐中要根據(jù)適合采場的地質(zhì)條件及生產(chǎn)條件選擇合理的截深和速度，減少頂板的暴露面積和時(shí)間。這樣，可以充分利用超前壓力落煤，使機(jī)組負(fù)荷減小，運(yùn)行穩(wěn)定，速度快，使頂板壓力顯現(xiàn)較均衡，頂板下沉量小，避免了片幫冒頂事故。,(3)加強(qiáng)綜采工作面機(jī)電設(shè)備的管理。強(qiáng)化檢修質(zhì)量，加強(qiáng)設(shè)備使用過程中的維護(hù)和保養(yǎng)，標(biāo)準(zhǔn)操作，保證運(yùn)輸系統(tǒng)包括膠帶輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)的狀態(tài)完好，能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)各轉(zhuǎn)載點(diǎn)的連續(xù)運(yùn)輸；保證采煤機(jī)檢修，能夠?qū)崿F(xiàn)順利的割煤，提高采煤機(jī)的開機(jī)率；加強(qiáng)乳化液泵站及液壓系統(tǒng)的檢修質(zhì)量，使泵站運(yùn)行可靠，泵壓穩(wěn)定，達(dá)到額定的工作壓力，保證支架的初撐力，使采煤機(jī)割煤后液壓支架能及時(shí)進(jìn)行支

9、護(hù)，可以避免或減少片幫冒頂事故，從而可以保證工作面的工程質(zhì)量，可使生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定、均衡的進(jìn)行。,綜采工作面的頂板管理,正常時(shí)期的頂板管理 正常回采期間，要合理掌握機(jī)組的割煤速度，采用追機(jī)移架的方法對頂板進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，運(yùn)用及時(shí)移架少降快移一次到位的方式移架，使移架推溜速度保持協(xié)調(diào)一致，采煤機(jī)割煤后，要及時(shí)移架，正常移架滯后采煤機(jī)后滾筒35架，避免出現(xiàn)頂板長時(shí)間大面積暴露。頂板破碎、煤壁片幫嚴(yán)重地段及時(shí)拉移超前架支護(hù)配合伸縮梁和護(hù)幫板控制好煤幫。同時(shí)要準(zhǔn)確地掌握來壓步距，除及時(shí)維護(hù)頂板外還要加快工作面推進(jìn)速度，盡快把頂板來壓甩到采空區(qū)，把周期來壓對工作面的生產(chǎn)影響降到最小。,加強(qiáng)采高控制 工作面的

10、采高控制作為工作面形成后保證有效萬噸掘進(jìn)率，提高工作面回收的最后一道關(guān)口，提高工作面單產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，主要也是保證正常采煤生產(chǎn)工藝、提高開機(jī)率的必然控制環(huán)節(jié)。采高的過大會造成工作面支架超高，頂板垮落，支架無初撐力，溜子推不動，采煤機(jī)不能有效開機(jī)；采高過低會造成采煤機(jī)無法通過導(dǎo)致停產(chǎn)，或強(qiáng)行通過造成損壞機(jī)器設(shè)備，同時(shí)也丟失了煤炭資源。 合理配比乳化液濃度，乳化液濃度在35范圍內(nèi)，泵站系統(tǒng)壓力不得低于30MPa，支架液壓系統(tǒng)要有足夠的壓力（不低于25MPa），確保支架初撐力達(dá)到規(guī)程要求。 過頂板破碎帶的頂板管理 破碎頂板主要指不穩(wěn)定的頂板，如果管理不當(dāng)，綜采工作面會經(jīng)常發(fā)生架前冒頂事故，嚴(yán)重

11、影響和制約綜采高產(chǎn)高效優(yōu)勢的發(fā)揮，所以，必須采取某些特殊措施進(jìn)行解決。,由于采煤機(jī)的進(jìn)刀位置是頂板暴露面積最大的地段，如在頂板破碎處進(jìn)刀，由于頂板支護(hù)不及時(shí)，很容易造成頂板垮落，所以采煤機(jī)過頂板破碎段時(shí)，采煤機(jī)進(jìn)刀時(shí)應(yīng)盡量避開頂板破碎處。 1及時(shí)支護(hù) 采煤機(jī)割煤后先移支架，后移輸送機(jī)，移架后伸出伸縮梁打好護(hù)幫裝置及時(shí)支護(hù)，防止煤壁片幫。 2超前支護(hù) 如果采用正常的移架方法維護(hù)不住破碎頂板或煤壁片幫比較嚴(yán)重時(shí)，可采取超前采煤機(jī)進(jìn)行移架，使支架頂粱頂住煤壁，不讓頂板暴壁出來而得以提前支護(hù)。 3帶壓擦頂移架 移架時(shí)讓支柱仍保持一定的工作阻力，使頂梁貼著頂板擦頂前移，一定程度上可以減輕移架時(shí)頂板巖層的

12、活動，減少由于移架而造成的頂板破壞。 4挑傾向棚 割過煤后，新暴露的頂板在短時(shí)間不會冒落，只是在支架卸載前移時(shí)才可能冒落，這樣就可以采用挑傾向棚,的辦法，先移頂板較完整處的支架移架時(shí)在前梁上，沿平行工作面方向放置1根一2根3m-4m長的木粱，以便挑住附近不完整的頂板，然后再移附近頂板破碎處的支架。 如圖所示。,局部冒頂?shù)奶幚?在破碎頂板條件下，如果頂板管理不及時(shí)，很容易發(fā)生局部冒頂。局部冒頂不高和范圍不大時(shí)，采用上述辦法即可解決如果冒頂高度和范圍較大時(shí)，不及時(shí)處理就無法繼續(xù)生產(chǎn)，必須立即處理。如果在支架頂粱上方冒頂，待停止后，在支架前方打探板后再往頂粱上打木垛來處理。打木垛前，先在支架頂粱上打

13、臨時(shí)支柱支撐頂板，保證打木垛人員的安全，清除浮矸、浮煤后就可打木垛，木垛要緊貼頂板，使頂板得到支撐。,如果直接頂沿煤幫冒落，而且冒落區(qū)矸石沿煤幫繼續(xù)下流，用探板支護(hù)有困難時(shí)，則可采用打撞楔的辦法處理，木楔的前端要削尖，長度要一樣。打撞楔前，先在冒頂處架設(shè)傾斜棚子，把木楔放在棚梁上，其尖端指向頂板冒落處的煤幫，末端墊一方木塊，用大錘打入冒頂處，用巖石托住，使其不再繼續(xù)冒落。移液壓支架時(shí)，使支架前梁托住傾斜棚梁，即可撤去棚腿。保證有2架3架支架同時(shí)托住，便移架。 兩巷超前支護(hù)管理 根據(jù)煤礦安全規(guī)程第五十條規(guī)定：采煤工作面所有安全出口與巷道連接處20m范圍內(nèi)，必須加強(qiáng)支護(hù)；綜合機(jī)械化采煤工作面，此范

14、圍內(nèi)的巷道高度不得低于1.8m，其他采煤工作面，此范圍內(nèi)的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必須專人維護(hù)，發(fā)生支架斷梁折柱、巷道底鼓變形時(shí)，必須及時(shí)更換、清挖。根據(jù)山東科技大學(xué)與我礦合作項(xiàng)目成果大采深條帶綜采支架與圍巖關(guān)系的研究得出結(jié)論，工作面超前支承壓力的影響范圍為40.0m。工作面超前維護(hù)應(yīng)不小于40m,軌道順槽采用3排單體液壓支柱配合鉸接頂梁支護(hù)方式。運(yùn)輸順槽超前支護(hù)采用3排單體液壓支柱配合傾斜3.6m型鋼支護(hù)方式。在鋼梁上方使用46塊走向板皮接頂，如果頂板起伏較大，使用板皮不能接頂時(shí)，必須使用板棚或道木打“井”木垛接頂，保證鋼梁下支設(shè)單體后不變形。 支護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 支柱縱橫成線，偏差不

15、大于100mm。單體支柱活柱最大伸出量不超過0.7m，最小伸出量不小于0.2m。 支柱支到實(shí)底，支柱下穿鐵鞋，走向、傾向方向迎山有力，單體支柱初撐力為50KN。 鉸接頂梁之間圓銷緊固到位，頂板不平處頂梁之上配合木料或墊木墊平，引掛頂梁要盡量避開頂板錨桿盤位置，防止頂梁不平穩(wěn)、打滑，降低支護(hù)強(qiáng)度。 兩巷超前支護(hù)及端頭單體支柱全部用2分細(xì)鋼絲繩拴牢，支一棵，拴一棵，繩頭固定到頂板金屬網(wǎng)上，所有支柱注液閥方向一致朝向采空區(qū)。 兩順槽遇斷層破碎帶、超高地段，提前加強(qiáng)支護(hù)處理，超高不平地段打頂垛壓料降低高度不大于3m。木垛架設(shè)成長方形或方形，靠幫側(cè)及其側(cè)面的必須打齊，四角必須加緊楔，夾緊楔不得打在頂層。

16、,木垛層面應(yīng)和巷道傾斜面相一致，打設(shè)要迎山有力；上、下方向各層的接觸點(diǎn)必須保持在一條直線上，兩木垛間距不易過大，要保證對頂板的有效支護(hù)。打木垛和吊掛鋼梁使用操作平臺和梯子，操作過程中需要專人扶持操作平臺和梯子，操作平臺放置平穩(wěn)，有專人扶持。梯子倚放可靠，不搖晃，并有專人監(jiān)護(hù)頂板和煤幫情況，作業(yè)人員要系好安全帶。工作面過小硐及長度不大于6m硐室的頂板管理：當(dāng)工作面距硐室20m時(shí)，要在小硐內(nèi)支設(shè)點(diǎn)柱，鉆機(jī)房硐室要支設(shè)型鋼梁，工作面與硐室采通前，必須將硐室內(nèi)的雜物清理干凈，以確保采煤機(jī)正常通過。過硐室時(shí)，若支設(shè)的單體支柱影響采煤機(jī)通過要及時(shí)改支。 對實(shí)際回采過程中皮帶巷頂板壓力大，頂、底板移近量較大，幫鼓嚴(yán)重，巷道嚴(yán)重變形的情況下，采取延