论文：《综采工作面破碎顶板控制》

作者：  来源：  时间：2012-06-28  浏览361次

摘要：采煤工作面破碎顶板端面冒顶是影响安全及生产效率的重要原因，该文分析其内外因素，采取相应措施，加强顶板控制，降低冒顶事故，实现安全、高产、高效。
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关键词：破碎顶板 控制 推进速度 初撑力
    田陈煤矿位于滕南煤田中部，主采3煤，采掘机械化率100％，目前实际生产能力1．8Mt/ a。综采工作面主要布置在3下煤层，3下煤层顶板为泥岩或砂泥岩，易破碎，稳定性差，综采工作面顶板控制的关键是端面顶板的维护与控制，因为端面顶板基本属无支护区，是工作面顶板控制的最薄弱环节．找出控制方法．对安全生产有重大意义。
I端面冒顶的因素
1.1地质因素
    煤与围岩的强度、节理、裂隙、断层、褶曲等地质构造是影响顶板稳定与否的内因；通常煤、岩层强度低，层理、裂隙发育，断层构造带是造成顶板岩层破碎易冒的重要因素。随工作面开采，煤层与围岩相对稳定的力学结构遭到破坏，顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层，若煤层强度低、易碎，顺板岩层应力无法或完全释放到底板岩层，从而导致顶板破碎。岩层的层理、裂隙是决定岩体强度的重要特征，层理、裂隙越发育，岩性越弱，强度越低，顶板岩层也越易冒落。断层、褶曲等地质构造带易造成顶板破碎、易冒，构造带与工作面夹角越小，揭露破碎带越宽，对工作面产生冒顶的影响也越大，断层落差越大；附近涨性构造裂隙越发达，岩性越松软，冒顶可能性也越大。
1.2 端面距
    若冒落程度用冒落范围占工作面总长的百分比表示，端面距越大，冒落程度随之增加（如图I）。但有的工作面梁端距近为零，仍发生不少冒顶，这说明端面距不是影响顶板冒落的唯一因素，它受诸多因素影响。

1.3毛工作面推进速度
顶板冒落程度与工作面推进速度有直接关系，工作面推进速度增加，工作面支护速度也加快，减少了煤与围岩的变行，减少了工作面冒顶。田陈煤矿综采工作面1994－1995年平均日推进2m，端面顶板极难控制，冒顶事故经常发生，2001－2002年平均日推进达到6.2m，工作面冒顶事故基本杜绝。工作面推进速度越快冒落程度越小（如图2）。

1．4支架初撑力
   
平均支护强度与冒落程度大致呈双曲线关系（如图3），且明显变化区间在250一300kN/m2之间，低于此阻力端面冒落急剧增加，高于此阻力，对端面冒顶的影响不大，如把支架平均支护强度控制在250一300kN/m2，就会减少端面冒顶。要保证支架的支护强度首先要确定支架初撑力，但实测表明，支架初撑力合格率平均只有70%左右，其主要原因：
   
(1)支架供液时间短，多支架同时供液；(2)泵站压力不足，阀及管路泄漏；(3)支架立柱、前梁千斤顶窜液；(4)支架上有浮煤、浮矸；(5)工作面底板松软；(6)泵站流量小，主管路内径细，供液不足。
1.5支护状态
   
良好的支护状态，会提高支架对顶板的控制能力，减少冒顶事故发生。由于采煤工艺不当，伪倾角掌握不好，造成运输机上窜下滑，支架不再垂直工作面，支架间呈台阶错茬，影响了支架支护状态；有时支架各立柱升柱不平衡，造成顶梁歪斜，不能平行支护顶板，形成顶梁与顶板线接触；有时出现歪架、咬架，调架不及时等，都会降低支架支护质量，导致顶板事故发生。
2破碎顶板的控制
2.1支架选型
   
煤层顶板不稳定，工作面尽量选择前梁具有伸缩性能的支架，采煤机通过后立即前移支架，支护刚暴露顶板时，伸出伸缩梁，最大限度缩小端面距。若煤壁折帮，可在煤机割煤前拉架，将支架前梁移至煤帮，即超前支护，在破碎顶板管理中也极为有效。
2.2顶板铺金属网
   
破碎顶板在进人顶梁上方时已很破碎，且在顶梁上方形成厚度不等的浮矸层，移架时，浮矸从架间及端面漏下，也可造成端面冒顶扩大；铺顶网能使破碎顶板形成一个整体，达到改善顶板之功效。顶网一般铺双层，这对顶板管理有以下好处：（1）防止架间、端面漏歼，改善顶梁与顶板的接触状态；（2）有利于提高平均支护强度及围岩刚度；（3）有利于防止煤壁少片帮，减少片帮深度。
 

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