摘 要：綜采工作面頂板的控制，是綜采工作面生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容。要使工作面在正常的良性循環(huán)下安全生產(chǎn)，必須加強(qiáng)綜采工作面頂板的控制。本文談?wù)劸C采工作面頂板控制

關(guān)鍵詞：綜采面頂板管理 頂板控制 支架支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（b）-0082-01

1 堅(jiān)硬頂板控制

堅(jiān)硬頂板控制的重點(diǎn)是：在有目的有控制的條件下采取措施強(qiáng)制放頂。強(qiáng)制放頂?shù)闹饕夹g(shù)措施有“爆破法”、“軟化壓裂法”兩種。

1.1 爆破法控制頂板

（1）超前深孔松動(dòng)爆破。

一般適用于直接頂堅(jiān)硬但厚度較小，將其垮落下來不足以充滿采空區(qū)，而基本頂又為整體性較強(qiáng)、較厚巖層。鉆孔平行工作面布置，有單側(cè)和雙側(cè)布置兩種形式。單側(cè)布置適用于煤層傾角大、長度較小的工作面，鉆孔由下平巷向上鉆進(jìn)。雙側(cè)布置適用于煤層傾角較小、長度較大的工作面。鉆孔超前工作面鉆進(jìn)，其超前距離以不影響綜采工作面正常生產(chǎn)為原則。根據(jù)工作面具體條件，分回采巷道設(shè)置鉆場和專門硐室設(shè)置鉆場兩種方式。實(shí)施爆破是爆破放頂?shù)年P(guān)鍵，必須根據(jù)鉆孔布置情況及基本頂巖層的結(jié)構(gòu)和堅(jiān)固性，合理確定爆破參數(shù)，如裝藥量、裝藥方式、封孔方法與封孔長度等。必須進(jìn)行專門的爆破設(shè)計(jì)。實(shí)旋爆破，要加強(qiáng)頂板控制，保證生產(chǎn)安全。

（2）挑落式深孔爆破。

這種方式適用于直接頂堅(jiān)硬且層厚較大的頂板。放頂步距一般為25～30 m，初次放頂步距可適當(dāng)減小。鉆孔布置在工作面推進(jìn)后，在其后方按垂直工作面方向向采空區(qū)頂板打深孔，一般工作面兩端頭鉆3排孔，中部鉆2排孔，排間孔呈交錯(cuò)布置。鉆孔垂深關(guān)系到采高碎脹系數(shù)等，但原則上要求爆破后碎落的矸石能基本充滿采空空間，一般為5～10 m。鉆孔間距7～8 m，鉆孔排距1.2～1.8 m，鉆孔仰角60°～65°，鉆孔直徑60～70 mm。實(shí)施爆破時(shí)，必須依頂板巖層的結(jié)構(gòu)組合和鉆孔參數(shù)合理確定爆破參數(shù)，使崩落巖石的碎脹系數(shù)盡量大些。爆破時(shí)，先起爆第一排，使第二排在擴(kuò)大自由面的條件下爆破，兩次爆破后，在頂板上切割一道深槽以利老頂來壓時(shí)沿此槽切斷垮落，從而減小來壓強(qiáng)度，保證安全。

（3）淺孔式爆破。

淺孔式爆破適用于直接頂堅(jiān)硬、較硬的頂板。放頂步距每日處理一次。鉆孔設(shè)備一般巖石電鉆。鉆孔布置在工作面后方按垂直方向向采空區(qū)鉆出一排淺孔。鉆孔深度1.8 m左右，鉆孔間距3～4.5 m，鉆孔仰角70°～75°。

放頂方式有三種方式：①一刀齊放頂：鉆孔沿工作面呈一直線布置，放頂時(shí)使工作面采空區(qū)頂板巖層呈一條直線切斷。②臺(tái)階式放頂：第一天分段打工作面前半部鉆孔爆破，第二天打工作面后半部鉆孔爆破（二臺(tái)階）；或?qū)⒐ぷ髅娣殖深^、中、尾三部分，分三天打鉆孔爆破（三臺(tái)階）。依實(shí)際情況選用。③零星放頂：在生產(chǎn)過程中，對(duì)局部出現(xiàn)懸頂較大的地方可采用淺孔爆破處理，進(jìn)行零星放頂。

（4）深淺孔結(jié)合式爆破放頂。

①用淺孔爆破效果佳的頂板，可選取深淺相結(jié)合的爆破方式。鉆孔布置工作面中部鉆淺孔、兩端鉆深孔，中部孔也可每隔3～5個(gè)淺孔加打一個(gè)深孔；采用兩排孔時(shí)，頭排為淺孔，第二排為深孔。深孔參數(shù)為孔深5 m左右、仰角70°左右、孔間距6 m左右（深孔列）。②軟化壓裂法控制頂板；高壓液體注入頂板巖體中，經(jīng)楔入、壓裂，可使巖體內(nèi)的弱面擴(kuò)展增多，造成結(jié)構(gòu)改變，破壞巖體的整體性，利于巖體垮落。這種方法適用于老頂巖層較厚且整體結(jié)構(gòu)好的、強(qiáng)度較高的砂質(zhì)堅(jiān)硬頂板。鉆孔超前工作面鉆進(jìn)，超前距離由注液時(shí)間和工作面的推進(jìn)速度來確定。鉆孔間距由來壓步距決定，一般小于來壓步距3～5 m，或取25～30 m。鉆孔深度據(jù)頂板結(jié)構(gòu)情況、工作面長度、注液滲透半徑、鉆孔工具能力和注液孔間距綜合確定，水平夾角（鉆孔水平投影和巷道中心線的夾角）一般取65°～70°。注液用液高壓注液用的液體是水中混入一定量的滲透性強(qiáng)的添加劑后而形成的混合液體。實(shí)施高壓注液時(shí)，需要多臺(tái)注液泵并聯(lián)工作，注液時(shí)間及注液量據(jù)孔深、巖石吸水率、滲透性、注液流量而定。采空區(qū)與應(yīng)力集中區(qū)注液工作面已推過注液鉆孔而頂板尚未冒落時(shí)，可通過位于采空區(qū)上方的注液孔繼續(xù)實(shí)施大流量高壓注液，迫使頂板裂隙增多而垮落。超前應(yīng)力集中區(qū)注液則是在注液孔臨近工作面應(yīng)力集中區(qū)時(shí)，對(duì)頂板進(jìn)行較高壓力注液，以促使裂隙擴(kuò)展，有利于頂板巖層冒落。

2 破碎頂板控制

（1）帶壓擦頂移架；支架帶有保持閥時(shí)，要合理調(diào)定支架移置時(shí)應(yīng)保持的工作阻力。無保持閥的支架，全憑操作者掌握，要注意不要損壞支架部件及輸送機(jī)的有關(guān)部件。（2）超前移架及時(shí)支護(hù)；工作面局部地段片幫較深時(shí)，可超前采煤機(jī)割煤移架及時(shí)支護(hù)空頂區(qū)。采煤機(jī)通過超前移架的支架時(shí)，必須注意安全，嚴(yán)防割壞支架頂梁及采煤機(jī)截齒。（3）平行工作面煤壁挑煤梁護(hù)頂；采煤機(jī)割煤后，若新暴露出來的頂板在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)冒落，而在支架卸載前移時(shí)可能冒落，則可采取平行工作面挑梁護(hù)頂措施。具體做法是，先移頂板完整處的支架，同時(shí)在支架前梁上方，沿平行煤壁的方向放置l～2根3～4 m長的木梁，由其挑住附近不完整的易冒頂板，然后再移破碎頂板處的支架。頂板若破碎嚴(yán)重，而極易冒落時(shí)，可在挑梁前或同時(shí)鋪金屬網(wǎng)、荊笆、木板等護(hù)頂材料。（4）垂直工作面煤壁架棚護(hù)頂；當(dāng)工作面頂板隨采落而冒落，面積又較大，用上述措施來不及支護(hù)，且頂板條件也不允許把支架前梁降下來放置木梁時(shí)，可以在相鄰支架間超前架垂直于煤壁的一梁二柱（或三柱）的棚子護(hù)頂，在棚下面再架設(shè)平行于工作面的臨時(shí)抬棚1～2根。平行于工作面的臨時(shí)抬棚應(yīng)同時(shí)托住3架垂直于煤壁的棚子的棚梁。（5）垂直工作面煤壁架棚打臨時(shí)支柱護(hù)頂；與上述措施基本相似，只是架梁時(shí)根據(jù)煤壁的具體情況，分別采取在煤壁挖梁窩、靠煤壁打臨時(shí)支柱或采用梁前端支撐方式。（6）打撞楔防治局部冒頂；綜采工作面煤壁與支架梁端間的空頂區(qū)多發(fā)生頂板局部冒落，一般由煤壁片幫而引發(fā)。生產(chǎn)過程中，必須經(jīng)常仔細(xì)地觀察破碎地段的頂板情況，當(dāng)確認(rèn)煤壁處有冒落危險(xiǎn)或已沿煤壁發(fā)生冒落，且矸石順煤壁繼續(xù)下流時(shí)，則可采取打撞楔（貫釬）的辦法。防治撞楔一般用木楔，其前端要削尖、長度要一樣。打撞楔前先在冒頂處架平行煤壁的棚子；把木楔放在棚梁上，尖端指向煤壁，末端墊一方木塊，而后用錘打入冒頂處，將巖石托住使其不致冒落或不再繼續(xù)冒落。（7）固結(jié)頂板；固結(jié)頂板，即是通過超前鉆孔向破碎頂板注入固結(jié)劑，從而提高頂板巖層的穩(wěn)定性。注液時(shí)應(yīng)根據(jù)煤巖層的情況，確定所需注液流量及壓力，合理調(diào)定液動(dòng)注液泵的轉(zhuǎn)速，將多異氰酸酯的換向閥打到回流位置，只有多元醇聚醚繼續(xù)往鉆孔注入，以沖洗料管，防止堵塞。

此外，對(duì)于層狀結(jié)構(gòu)比較明顯的破碎頂板也可采用向頂板打錨桿的辦法錨固頂板，增加其穩(wěn)定性。錨桿設(shè)置參數(shù)依實(shí)際情況而定。

參考文獻(xiàn)

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