综采工作面预防片帮冒顶安全技术措施.docx

综采工作面预防片帮、冒顶安全技术措施 为保证综采工作面正规循环，安全生产，防止片帮、冒顶事故的发 生，需对其原理加以分析并针对性的采取相关安全技术措施。 现场情况 3372西下综采工作面位于 13 水平东翼 3 石门 7煤层，东至 3370上 山，西至 3372老塘，上至 3372 西中巷，下至 3372 运输巷。该工作 面煤层沉积稳定，煤层走向110°?130°,煤层倾角30°?39°, 平均35°，总体倾角由西向东逐渐变大，煤层厚度变化在 2.6? 3.4m 之间,平均厚度 3m 。目前该工作面残余走向长度 114.8m ,倾斜长 98m 。7煤层之上老顶为灰色中砂岩,厚 7.8 米，抗压强度为100.8Mpa,抗拉强度为5.77Mpa,其结构硅质胶 结,主要成分为石英,含矿化木,云母片明显；直接顶为深灰色粉 砂岩，厚 2米，抗压强度为53.2Mpa,抗拉强度为3.31Mpa,其 结构泥质胶结,层节理发育,灰色条痕,含植物叶化石,含云母亮 星。煤层的普氏硬度系数 f=1.2 。 片帮、冒顶基理及原因 工作面煤壁片帮主要是因为在工作面前方支承压力作用下，煤壁发 生垂直和水平变形而脱落的现象。支承压力的大小与煤壁的支撑能 力、煤体内聚力和内摩擦角等有关，也就是与煤体本身的强度有关， 煤质愈硬，强度愈高支承压力的峰值愈高，峰值距煤壁的距离愈近， 其相应的分布范围愈小；煤质愈软，强度愈低支承压力的峰值愈低， 峰值距煤壁的距离愈远，其相应的分布范围愈大，这就是硬煤工作 面的片帮深度小，片帮率低，而软煤片帮严重，片帮深度大的原因。 而工作面发生冒顶事故按力学原因可分为压垮型、漏冒型与推垮型 三大类。压垮性冒顶是由于垂直于层面的顶板力压坏采场支架而导 致的冒顶；漏冒型冒顶是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力的 作用冒落而导致的冒顶；推垮型冒顶则是由平行层面方向的顶板力 堆到采场支架而导致的冒顶。在一次冒顶事故中压、漏、推这三种 情况可能综合出现，需抓住主要方面进行处理。针对于 3372 综采工 作面主要以发生漏冒型冒顶为主。这主要是由于 7 煤层倾角较大， 直接顶又异常破碎 （由于原生、构造以及采动等原因，在一些煤层的 直接顶中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形状的游离岩块） ，采 场支护系统中如果某个地点支护不及时或支护失效发生局部漏冒， 则紧邻局部冒顶地点支架上方的碎顶在自然安息角以上部分会在重 力作用下冒落，从而使该支架失稳倾倒，又使该支架控制的其余碎 顶也冒落。这种现象会沿工作面往上逐个支架发生，造成大面积冒 顶事故发生。 片帮、冒顶征兆 发生片帮、冒顶事故前，工作面顶板剧烈下沉，由于基本顶的周期 性破断失稳运动，迫使直接顶压缩支架而迅速下沉，如 3372 工作面 周期来压前顶板下沉速度为0-1mm/h；支架载荷突增，由于基本顶断 裂，同时发生岩块回转失稳，支架载荷普遍加大，如 3372 工作面周 期来压前平均支架载荷3948KN架；瓦斯涌出量出现增大的现象。 片帮、冒顶事故的影响因素 工作面片帮、冒顶与采煤工序、工作面推进速度、煤体的硬度、周 期来压、采高等因素均有一定的关系。 安全技术措施 1、工作面伪斜布置，适当的掌握仰斜角度。由于 7煤层的倾角在 35° 左右，工作面倾斜长 98m ，为防止输送机下滑，需仰斜一定的角度 加以布置，根据生产中对这一参数的现场调整，取仰斜角为 10~12°， 即回风巷滞后运输巷 8-10m ，在这种情况下煤壁片帮及冒顶事故均 得到较好控制。 2、合理地布置工作面的采煤工序，采用及时支护的移架方式。这是 由于落煤对顶板下沉的影响实质上是由于控顶距加大，支承压力叠 加和前移，使直接顶迅速下沉的作用。放顶或移架对顶板下沉的影 响实质上是由于支撑系统的卸载，直接顶失去平衡，在垮落瞬间对 控顶区顶板产生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放顶在同一地 点同时进行，减缓顶板活动程度，是改善顶板稳定状况的重要措施， 一般错距不少于 10-15m 。为减少机道空顶面积和时间，移架紧跟 采煤机落煤也是改善顶板状况的一个重要手段。 3、提高工作面的推进速度，对改善顶板管理是有利的； 4、用水涨锚杆或木锚杆加固煤壁，提高煤体硬度； 5、提高液压支架的初撑力，并带压移架，以求改善近煤壁处围岩的 应力状态，减小端面顶板的下沉量及减轻煤壁片帮程度。具体的措 施是提高支架的初撑力，特别是支架前梁的初撑力，并要求端面冒 高不超过 300mm ，端面距不超过 340mm ，当采高大于 2.5~3.0m 时，支架应带护帮装置，以免煤壁片帮扩大无支护空间，如果碎顶 范围较大，则应对破碎直接顶注入树脂类粘结剂使其固化，以防止 冒顶。 6、严格控制采高，尽量做到不留顶底煤，使支架直接支撑于顶板。 实践证明，当工作面留有顶煤时，往往会由于