综采工作面顶板控制技术分析

李宗帅吴志伟

河南平宝煤业有限公司河南许昌461700

摘要：近年来，煤矿领域时常发生顶板安全事故，且该类事故多发生于煤炭开采环节，此为大多数煤矿企业所面临的重要安全隐患因素。如果在开采人员进行煤炭开采时发生顶板安全生产事故，必然产生重大安全事故，不仅会使得煤炭产业的经济效益受到严重影响，而顶板是矿井五大灾害之一，工作面上方顶板的稳定程度直接决定回采工作能否正常进行。基于此，本文主要对综采工作面顶板控制技术进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：综采工作面；顶板控制技术；分析

引言

顶板支护是煤矿综采中极为重要的一环，如液压支架选型不适，很容易出现顶板垮落、坍塌的情况。本文通过分析支架选型的影响因素，探讨综采工作面的顶板控制技术。

1顶板管理概述

1.1液压支护维护

当前中国进行煤炭开采工作时，通过液压支架维护综采工作面。因为煤矿综采工作多发生于矿井作业流程中，经常发生无法预测的突发状况，因此在综采过程中，应根据实际需求，采用合理、适宜的液压支架，以便切实维护综采工作面的安全。正是因为液压顶板属于综采工作面顶板管理中的重要组成部分，所以，液压支架的选择至关重要。为此，挑选综采工作面液压支架进行安全维护时：a)必须切合实际环境，以液压支架的承重能力为标准与前提条件，检查其构造上是否具有防护能力与抗压能力；b)依照综采工作面的高低程度挑选适合的液压支架形式。要想最大化改善综采工作面顶板管理技术，并为其提供最强有力的保障措施，完成高标准、高品质、安全的煤炭开采工程，那么必须选用最切合现实情况、合理的液压支架。

1.2采空区处理

目前，中国煤矿产业发展速度较快，现已逐步进入深井开采模式，由于在开采过程中其综采工作面逐渐向下深入，范围逐渐扩大，为保障回采工程进行顺畅，必须利用整体垮落与填充的形式保障开采工作面的牢固性与安全度。正常状态下，采空区处理方式多为掩护支架、倾斜长壁、走向长壁采煤法。根据采空区对采煤技术的要求不同选择对应的采煤法。因整体垮落方法具备特殊优势，所以当前整体垮落方法被运用到了煤矿采空区的处置中，进行移架处理之后，采空区工作面顶板垮落，如果工作面顶板岩层过厚，也会出现一些突发情况，此时就必须采用爆破的形式使综采工作面顶板垮落。

2综采工作面顶板控制技术

2.1端头尾巷控制技术

端头尾巷控制技术是初次放顶顶板施工中重要的技术手段，对初次放顶的稳定性与安全性有着紧密联系。在应用这项控制技术的过程中，相关操作人员需要先对尾巷密集柱的连接情况以及牢固情况进行全方位的检查，对于没有对其的尾巷密集柱，或是牢固程度没有达到要求的密集柱，还需要相关工作人员对其进行及时妥善处理。在安装密集柱的过程中，工作人员还需要对密集柱之间的距离进行有效控制。通常情况下，密集柱之间的距离会保持在400mm左右，而且单体柱的初撑力也需要进行合理的控制。通过这样的方式才能为端头尾巷控制技术的应用效果提供保障。如果在施工过程中出现上下端头压力增加情况时，那么施工团队则要对木垛的数量进行增加，以此来提高端头的支护效果。对于施工过程中涉及到的锚盘、钢带以及锚杆螺帽等构件，还需要在施工后进行回收，以免对后续顶板控制工作的开展造成阻碍。当密集柱安装结束后，施工团队需要通过相应的保护措施对其进行处理，以免出现漏风或者瓦斯泄露等情况，威胁煤矿工程的安全。

3.2加强综采面矿压监测

为了准确了解工作面液压支架的受力情况，潘西煤矿建立了工作面液压支架数据采集系统，实现了液压支架数据的连续观测，每割一刀煤，记录一次数据，配套的软件系统具有数据导出功能，将导出数据生成．txt文件，然后使用MicrosoftExcel绘制图形，生成报表。记录周期来压时支架受力情况、煤壁片帮程度、安全阀开启程度和顶板漏矸情况，进一步改进管理方案。2．6加强综放工作面顺槽及隅角顶板管理潘西煤矿综放工作面两端顺槽主要使用单体液压支柱进行超前支护，隅角顶板管理的主要内容是退索管理、工作面端头悬顶水力致裂控制。

2.3两端头维护

1）刮板输送机机尾支护，采用型号为ZYG7600/23/47的掩护式端头液压支架与戴帽单体液压支柱联合支护的形式，主要是对工作面机尾端头进行维护。具体要求数值为机尾第1架与煤柱帮距离控制在400~1000mm。另外，对支设单排戴帽液压支柱也有一定要求，比如排距控制在1200mm，柱距控制在400mm。在机尾第1架与煤柱帮距离﹥1000mm时支设双排戴帽单体液压支柱，排距与柱距分别控制为1200mm与400mm。2）两端头维护在对刮板输送机机头支护时，掩护式端头液压支架与戴帽单体液压支柱联合支护所用型号同上刮板输送机机尾支护。机头端头第一架与煤柱帮距离400~1000mm时，支设单排戴帽液压支柱控制排距为1200mm，柱距控制在400mm。支设双排戴帽单体液压支柱则在机头端头第一架与煤柱帮距离﹥1000mm时，排距与柱距分别控制为1200mm与400mm。

2.4两巷超前支护

确定两巷超前支护工作范围，通常按照规定将工作面煤壁起的20m范围内加之顶板来压，这一顶板来压源自巷道，须行加密支护。皮带处的支护方式为两排戴帽单体液压支柱，巷道超前支护其柱距控制为1.2m，排距控制为3.4m，巷道两帮与戴帽点柱距控制为0.8m。单体液压支柱统一打成直线，柱帽为Φ315mm的聚乙烯树脂。硬连杆连接用于单体支柱之间，防倒链连接应用于柱头与柱帽，柱帽专设的柱爪孔内必须全部嵌入柱爪，柱帽和顶网之间需用金属链锚固。

2.5液压支架支护

采场直接顶和基本顶的状况是影响支架选型的主要影响因素。直接顶分层厚度、发育情况及岩体中裂隙和节理的情况，决定着支架对直接顶作用点的位置以及力的分布情况。而基本顶所处的状态、硬度以及形成铰接梁的厚度，决定支架应具有支撑力的大小和可缩量。通常情况下，支架选型原则为:直接顶条件为中等稳定以下，基本顶来压不明显时，采用架型一般为掩护式支架，并且确定顶梁长度;直接顶中等稳定，直接顶来压较为明显时，一般采用支掩式支架，再对工作阻力进行计算;基本顶来压强度大，一般选用为支撑式支架，计算工作阻力;当煤层直接处于坚硬岩梁的下方时，一般选用支掩式或支撑式支架。

底板比较坚硬，具有较大的抗压强度，支架与围岩配合情况也就越好，直架可以很好地发挥性能。

应当尽量避免在煤层倾角较大位置采用综采方法进行采煤，因为工作面倾角较大时，工作面支架难以发挥最大性能。当煤层倾角＞12°时，应该对支架设定防倒防滑装置，保证支架的稳定。

3综采面顶板控制技术的应用

综采面顶板控制技术也是综采工作面初次放顶施工中常用的技术手段，对初次放顶的质量以及煤矿工程整体的安全性有着紧密联系。工程团队要想保证初次放顶顶板控制水平，那么就要对这项技术手段的应用要点以及注意事项进行全面的了解与掌握，同时还要对技术操作流程以及操作环节要点进行进一步的分析，以此来降低不利因素对综采面顶板控制技术的影响。在采面的工作过程中，必须严格执行标准，泵站压力不能低于31.5MPa、支架的初撑力不能低于16128kN、工作的阻力不得低于设计要求。安全阀保证可靠有效压力表要保证数据显示正确。对于支架顶的严密性需要得到专业人士的注意，因为工作面需要保障直割平、采高达到标准、不丢弃底煤等标准。同时支架上的直线要求也是工作较为重要的一点，不能出现倒塌、歪斜、或是背架问题，最为重要的一点是接顶工作的质量，一定要严丝合缝。对于拉排尾架上的工作应得到班组长的直接指挥，首先将空顶处进行支架上的直呼处理，然后对拉架的制作的过程中还要预留出100mm，此距离是顶梁与顶板之间的最佳设置距离。

结束语

影响工作面顶板稳定性的因素是复杂多变的，应针对不同地质条件、采煤工艺、支护方式，制定相应的顶板管理措施，以达到控制顶板变形的目的。

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