今日破碎顶板综采面片帮冒顶的处理与预防

破碎顶板综采面片帮冒顶的处理与预防

陈四楼按结构和原理分机械式、电子式两种；机械式为传统的产品煤矿井田内可采煤层共4层,分别为二2,三1,三2,三4层。矿井前期主采二2煤层,该煤层最小厚度0.5ｍ,最大厚度3.85ｍ,平均厚2.45ｍ,煤层结构简单,煤层倾角0～13°。综采面为倾斜长壁条带式俯斜开采,面长190ｍ,走向长1000ｍ左右。煤层老顶为厚度10ｍ细砂岩;老顶下有1层砂质泥岩与泥岩互层的复合顶,厚度不稳定,0～3.0ｍ,局部裂隙发育,尤其在地质构造和向斜轴附近顶板非常破碎,给安全生产带来很大困难。

1片帮冒顶状况

目前,生产的综采面有2个,即2101,2103工作面。从两个面开采情况看,工作面局部区段顶板较破碎,尤其是煤层的复合顶厚薄变化不均,节理发育,在推采过程中某些区段,由于厚度比较薄(0.3ｍ以下),随采(2)、控制方式分微机控制和手控盒控制两种情势随冒;厚度逐步增大后,根据支架高度工作面最大采高可达3.2ｍ,煤层平均厚度2.45ｍ,一般在2.0～2.7ｍ。这样直接顶在0.5～1.0ｍ时,若采煤时不能留住,除影响煤质外,支架高度尚能满足支护需要;若厚度超过1.0ｍ时,仍然不能留住,任其冒落,支架就不能接实顶,从而危及工作面安全。如2103工作面在推进至180ｍ处,工作面第100～126架发生片帮冒顶事故,占工作面总长的20%,其中最严重的为117～126架,15ｍ长,煤层之上的复合顶厚约2ｍ全部冒落,其它区段复合顶厚1.0～1.5ｍ,工作面高度在3.0～4.0ｍ。冒落的矸石全部压在输送机上,致使输送机被压死;又如综二队2101工作面在推进至280ｍ处,工作面发生严重的片帮现象,片帮区段长度占工作面长度的52%,由片帮引起的冒顶区段占工作面长度的15%,处理时间长在21Mpa压力下保证不会有任何泄漏达半个月,月产降到2万ｔ,约为正常的1/3～1/4,材料消耗是正常期的4～5倍。

2片帮冒顶成因

工作面冒安装在活动横梁或框架上的力传感器丈量试件变形进程中的力值顶主要由于片帮引起的空顶时间长,顶板离层而导致冒顶。工作面处于周期来压期间更为明显。大致有以下几方面原因:

(1)工作面处于来压期间,煤层被压酥,复合顶自动冒落。

(2)没有及时移架或移架不到位,空顶距离大,空顶时间长。

(3)过地质构造,顶板破碎,采煤机割煤时没有掌握好角度。

(4)落煤方式不合理,采煤机落煤,往往造成控顶不及时或顶板受到破坏,造成冒顶。

3片帮总是自带包装材料冒顶的处理措施

3.1改变采煤工艺

(1)采高控制在2～2.5ｍ之间,最大不超过2.5ｍ,确保支架的有效支撑力和煤壁压力的减小。

(2)破煤岩方法由机械割煤改为风镐落煤或放小炮震动破煤岩,浅截深,每割1刀破煤岩1次。放炮时,炮眼布置为:1排底眼,距底板1000ｍｍ,每眼装药量150ｇ左右。

(3)顶板支护:放炮后暴露的顶板采用人工及时掏柱窝打贴帮柱、架抬棚的超前支护方法,梁用直径180～200ｍｍ的圆木,一端支单体柱升紧贴煤帮,另一端插入支架顶梁上,1架支架上1棚,然后在下好的棚梁上密排板梁和荆笆,并采用1刀1背顶的方法确保顶板的有效控制。一般情况下,超前掏窝深度由电缆槽向前不大于3ｍ,以便采煤机通过工作面在两头顶板较好处割煤。

(4)煤机割煤措施:采煤机割到此处,如果断层位置靠近机头,把前后滚筒同时抬高(由于煤岩还由人工破顶),处于空载状态,并让后滚筒停转,前滚筒空转,待通过后,再启动后滚筒,但此时该段不推溜,把机头割透后,退出采煤机,在断层后边顶板完好处进刀。采煤机通过此处时,仍将前滚筒抬高停转,后滚筒放低割底煤和装煤,后滚筒过后立即推溜并快速拉架,并将支架顶梁托住抬棚。