复杂条件下综采工作面端头顶板管理分析

复杂条件下综采工作面端头顶板管理分析

张海平

贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿 贵州 黔西 551500

摘要：文章介绍综采工作面，进一步讨论在复杂环境中，端头处的顶板管理措施，结合具体煤矿案例，分别针对采煤技术、瓦斯管控等展开。以保持顶板稳定，缩短空顶时间。

关键词：综采工作面；端头；顶板管理

引言：综采作业的环境极为复杂，地质结构不稳，所以在日常工作期间，难免会出现不良因素，干扰正常开采行为安全进行。其中，顶板是综采中较为重要的部分，需要耗费较多资源进行维护，并且容易发生破碎等现象，提高采煤现场的危险性。

一、综采工作面

综采作业面为设置液压支架等设备的回采作业面，具体操作工序有破煤、运煤以及支护等诸多机械化作用。采煤作业沿着长壁，朝着端头斜切进刀，目前也有选择倾斜长壁的处理形式。具体来说，在采煤机工作期间，上行及下行割煤中，上滚筒处理顶煤，下滚筒处理底煤。

二、复杂环境中综采工作面的端头顶板管理措施

（一）实例概述

某煤矿共拥有四个采矿区，但因为开发时间较长，导致采区都处于 之下。其综采作业面位处于煤矿的山东侧区域，而北侧和作业面采空区毗邻，在东部有铁路线。终采线和强力胶带下山相距 ，作业面的长宽分别是 和 。断面处设有 型钢质支护。在开采作业不断进行中，导致巷道内压力随之增加，出现多种顶板支护需要，尤其在工作面端头的位置最为严重。本矿区的采煤方式是综采放顶煤，一次性采全高，与伪倾斜的后退式工艺，针对采空区部分，大多应用全部垮落法实施作业。在切巷中间以及端头位置，设置支护设施。为进一步优化顶板建设成效，保障工作面平整性与完整性，以防发生掉顶和漏顶的现象。此外，为达到回采要求，需利用支护手段，处理端头顶板，以构成较为稳定的通行与通风结构。综采工作面被诸多因素干扰，导致顶板承受较大压力，提高日常生产作业的难度。而为提高两端顶板的品质与管理成效，需采取有效的管理措施。

（二）管理措施

1.把握采煤技术

煤矿综采初期，只在作业面上设置 架 型的液压支架以及 架 型液压支架， 节高档的机尾。在机头推采作业的同时，调节机尾转动。采矿前期，回采并回撤支架，而进入作业后期，则需增加支架，并调整机尾段缩面。此过程中采取的工作内容有：首先，初采阶段，运输机机头视为圆心，改变机尾 。工作面保护顶板处理，选择高档与综采混合的支护形式，具体应用 架的液压支架以及 套溜槽。其次，机头推采达到 后，机尾对应 ，同样要将机头看做圆心，调采机尾。在机尾作业面继续延长中，需逐步安装 架 型的液压支架以及 套溜槽。再次，当机尾长度已经达到 后，作业面会在推采进行中，逐渐缩短。此时配置 架 型液压支架以及 套运输机。最后，作业面整体调采长度达到 ，需配备 个挺缩支架以及 套挺缩溜槽。在测定计算作业面长度中，技术员需按照各作业班组现实生产状态加以计算。绘制作业面动态情况中，需以实地测量结果为准，通过平面及三维的形式呈现出来，以给生产作业的有序进行给予真实决策依据，以防在不适宜的位置及时间增设支架，给基层班组更好完成生产作业予以技术保障^[1]。

2.煤矿瓦斯管控

单就上隅角积聚的情况来说，根据边界条件，存在漏风情况的作业区域内，运移瓦斯水平较高。对此，进风巷的端头区域需尽可能减少巷道，假设布置联络巷，需立即进行封闭处理。如果采空区瓦斯的出现量极多，应选择布置专门的应对设施，形成边界回风上山。存在漏风汇的采场，控制上隅角瓦斯形成量，会导致采空区内瓦斯有漏风汇排出。面对此种情况，假设为集中开采，需布置行人联络巷；倘若是中厚度以及薄层情况，可布置专门尾巷。如果采空区风量偏多，会造成瓦斯积聚。实际开采作业中，采空区内浮煤量增加，容易引起瓦斯积聚，对此，可通过灌浆处理方式，利用浆液把煤体缝隙封闭上，以控制瓦斯解吸。另外，在作业面上下两侧气体流动压力下降后，进入采空区内风流会随之下降，对于该种情况，需在回风巷的石门周围，布置改变风量的窗体，不仅可阻碍附近煤层瓦斯向此区域涌入，还能降低浮煤出现自然氧化而发火的发生率，提高作业区域的安全性。

3.不同顶板管控

为保障顶板挂办理的有效性，需基于顶板不同情况，采取相应的管理举措。其一，过联络巷。在作业面已经发生两次过联络巷的情况，意味着施工难度会有所提升，在断层范围内的顶板，需在确保作业安全的基础上巩固联络巷，使支架设施能平稳通过。联络巷内应配备符合支护结构，采用木质梁板与锚索、单体配“工”字钢，基于作业实地顶板的状态，开展全面性的维护作业。复合支护需分段处理，并注重对关键点的加固管控，在联络巷中部设置锚索，相邻锚索距离要把握在 。木棚安装于顶板编辑完好的区域，设在两条锚索中间。在个别区域存在较大压力的位置，应通过加设单体支护的方式处理，以构成一梁三柱的格局。综合应用柔性与刚性的支护方法，前者适用于顶板仅有微小位移的区域，后者则运用于联络巷，可承担起相对强烈的顶板压力，继而保障巷道结构基本不变。其二，过断层和顶板破碎区域。针对过断层顶板，需基于破断层的底板，把控采高作业，继而控制割矸量。在采煤设备通过的区域，应及时转移支护顶板，一般选择擦顶移架的形式。在此过程中，不能拖后断层区域的运输设备，如果该区域液压支架起到拖顶作用时，需尽量和前滚筒移架保持同步，以免顶煤落下。倘若现场发生顶煤掉落的迹象，造成冒顶，需尽快进行装顶作业，同时保证严格根据作业面装顶工艺标准实施安装。在断层区域煤壁片帮过长时，需立即拉动超前架。如果截割难度偏高或者岩层硬度加大后，应放松动炮，不能直接截割或者在空顶状态下工作，需采取先支后回收与敲帮问顶。

4.回采过程管理

为保障保障作业面有序安全推进，需落实好机械检修，提升开机率。移架需根据追机操作方式达成，若察觉到个别区域发生片帮掉顶等病害，应立即拉动超前架进行支护处理，泵站压力需至少达到 ，作业面支架支撑力对应额定值为 。同时，为控制顶板所带来的压力，需利用适宜初撑力，控制掉顶及片帮等情况出现概率。因为液压支架在移动期间，无法确保结构稳定，可通过单体支柱与支架所带的千斤顶进行调节，保障作业面顶板和支架始终有充分接触，实际空隙分布匀称，煤壁和护帮板充分接触。在实际作业环境中，端头处歪架是比较正常的情况，并因此对生产作业带来较大影响。为保障支架安设稳定，应在端头支架位置，设有防倒的千斤顶。同时，把握好过断层顶板的稳定性。作业面若为“三软”状态，经过断层的大功率机电装置，选择硬过法达成，落实好顶板管理。在作业面和断层面距离 区域，采高需控制在 左右，断层区域采高控制在 之内。为缩短空顶状态的保持时长，可利用高效擦顶移架处理方法，使得顶板保持完整。如果作业面有掉顶的现象，应合理增加进刀，并进行拉架支护处理^[2]。

结束语：顶板管理属于支持综采作业的保障性因素，做好该部分工作，才能保证其他生产行为安全开展。通过上文讨论，相关企业需主动调整管理方法，加大顶板管理强度，促使生产活动能平稳进行。

参考文献：

[1]康涛.复杂地质条件大采高工作面端头和超前支护技术[J].江西煤炭科技,2019(03):70-72+77.

[2]陈浩.浅议复杂构造条件下综采工作面顶板管理[J].建材与装饰,2019(14):226-227.