楊煥勇

【摘 要】本文針對(duì)特殊地質(zhì)煤層，提出了有效的炮采工作面不穩(wěn)定頂板控制方法，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】炮采工作面；不穩(wěn)定頂板；控制

0 概況

鑫發(fā)煤礦一井為技改礦井，2013年10月份轉(zhuǎn)為生產(chǎn)礦井。礦井可采煤層為1#、5#煤層，現(xiàn)主采1#煤層，煤層厚度1.5m-2.5m之間，平均厚度1.8m，煤層平均傾角3°。煤層直接頂板為粉砂巖與炭質(zhì)泥巖互層，為不穩(wěn)定頂板，粉砂巖厚度0-3m，炭質(zhì)泥巖厚度0.5-2.0m不等。底板為砂巖，厚度5m。1#煤首采工作面為5202面。該面面長75m，平均采高1.8m，推采長度260m，可采儲(chǔ)量4.5萬噸。由于工作面地質(zhì)條件以及可采儲(chǔ)量等原因，只能采用炮采采煤工藝，工作面以粉砂巖和炭質(zhì)泥巖互層的巖層為直接頂，在實(shí)際的回采過程中，放炮振動(dòng)有害效應(yīng)、端頭支護(hù)和地質(zhì)構(gòu)造特殊地點(diǎn)管理以及現(xiàn)場頂板管理不到位等因素的制約，給工作面頂板管理帶來較大難度。

1 保持頂板的原始應(yīng)力狀態(tài)

保持回采工作面直接頂板的原始應(yīng)力狀態(tài)，減小外來因素對(duì)其進(jìn)行破壞，是對(duì)不穩(wěn)定頂板進(jìn)行有效控制的關(guān)鍵。

1.1 爆破作業(yè)管理

（1）從工作面內(nèi)打眼爆破方面入手，控制好工作面打眼質(zhì)量，合理布置炮眼，即將三排眼布置改為雙排眼布置，在不降低打眼質(zhì)量的前提下，根據(jù)1#煤層的層理及節(jié)理較發(fā)育的特點(diǎn)，通過抵抗線的計(jì)算，將原定的炮眼間距適當(dāng)加大。改造前后，每循環(huán)炮眼工作量降低20%，炮眼布置前后對(duì)比效果見圖1。

（2）特別控制好頂眼的裝藥量，頂眼裝藥量不大于0.2kg（即1塊乳化炸藥），不得多裝，以減輕爆破對(duì)頂板的沖擊。在適當(dāng)加大間距的基礎(chǔ)上，維持原定的裝藥量，在一定程度上相應(yīng)地降低炸藥單耗，通過測算炸藥單耗比原先下降5%。

（3）結(jié)合炮采工藝及不穩(wěn)定頂板的實(shí)際，要求在連線以及一次起爆個(gè)數(shù)上做嚴(yán)格的要求，適當(dāng)?shù)販p少了一次懸露頂板面積，為及時(shí)維護(hù)頂板爭取時(shí)間。

（4）通過加強(qiáng)放炮員的爆破技術(shù)業(yè)務(wù)教育，提高在現(xiàn)場的爆破作業(yè)水平控制好工作面打眼質(zhì)量，合理布置炮眼。打眼時(shí)，使頂眼距頂板的最小距離不低于0.25m，且控制好其仰角，使其眼底距頂板距離不少于0.15m，防止打眼對(duì)頂板造成破壞，同時(shí)減輕爆破的震動(dòng)影響。

1.2 工作面支護(hù)

確定工作面合理的支護(hù)參數(shù)，確保支護(hù)質(zhì)量，嚴(yán)防工作面的不穩(wěn)定頂板離層、脫落。

（1）確定工作面合理的支護(hù)密度：根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)條件及直接頂板情況，經(jīng)過計(jì)算支護(hù)密度，確定工作面單體液壓支柱排距為1.0m，柱距0.65m，最小控頂距3.3m，最大控頂距為4.3m。經(jīng)公式推算以上支護(hù)密度滿足工作面支護(hù)要求。

（2）確保工作面單體液壓支柱的支護(hù)質(zhì)量。支柱必須打在實(shí)底上，迎山有力，初撐力不低于90KN；工作面支柱柱、排距偏差為±100mm，局部空頂較大處必須及時(shí)補(bǔ)打臨時(shí)支柱，工作面漏液、失效支柱必須及時(shí)進(jìn)行更換。工作面頂梁必須接實(shí)頂板，頂梁上背好條芭捆或木板皮，不得出現(xiàn)空肩現(xiàn)象，應(yīng)使頂梁與頂板充分接實(shí)。

（3）在鉸接頂梁上方鋪設(shè)菱形塑料網(wǎng)是控制不穩(wěn)定頂板有效的支護(hù)形式，菱形塑料網(wǎng)沿工作面煤壁橫向鋪設(shè)，頂梁與網(wǎng)之間加背條芭捆或板皮以防塑料網(wǎng)被擠壓斷開，由于不穩(wěn)定頂板破碎程度不一，使用塑料網(wǎng)后，一方面防止工作面漏頂、冒頂，且對(duì)煤質(zhì)管理起到積極作用；另一方面防止老空側(cè)破碎頂板冒落埋柱，造成回柱困難。

（4）放炮后，必須及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，工作面端面距不超過0.3m，縮短工作面頂板的懸露空頂時(shí)間，以防頂板下沉變形，工作面放完炮后攉煤期間，必須先掛頂梁支設(shè)臨時(shí)支柱支護(hù)頂板，以控制好面前頂板，保證面前進(jìn)入面前攉煤時(shí)的安全。工作面端面距超過規(guī)定時(shí)，必須及時(shí)加支貼幫柱，控制面前端面距。

2 加強(qiáng)特殊地點(diǎn)頂板的管理

加強(qiáng)對(duì)工作面特殊地點(diǎn)頂板的管理，是回采不穩(wěn)定頂板控制的重點(diǎn)。

2.1 回采工作面上下端頭支護(hù)是工作面頂板管理的重點(diǎn)

由于工作面上下端頭控頂面積大，造成壓力大，該處頂板受力變形易破碎，加之工作面上下兩巷沿頂板炮掘掘進(jìn)期間，已對(duì)頂板造成了一定破壞，長時(shí)間還受到風(fēng)化影響，強(qiáng)度較弱，易造成漏頂，因此，上下端頭放炮后，應(yīng)及時(shí)將頂板暴露部分用菱形塑料網(wǎng)配合木板皮背嚴(yán)，并在面前超前缺口內(nèi)支設(shè)好兩排支柱，以防止頂板冒落，影響工作面上下出口安全，同時(shí)在掘進(jìn)期間就要加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù)，使巷道頂幫錨網(wǎng)連成一體，在以炭質(zhì)泥巖為直接頂巷道內(nèi)要縮小錨桿的間距，從而保證工作面上下端頭頂板的整體穩(wěn)定性，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面頂板有效控制。

2.2 工作面過斷層段頂板的管理是開采不穩(wěn)定頂板的難點(diǎn)。

鑫發(fā)煤礦一井1#煤水平地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造多，工作面斷層較多，對(duì)落差大致等于或小于煤厚的斷層，一般采取平推硬過的方法。在斷層處打淺眼、少裝藥、放小炮。對(duì)工作面過斷層前后地段強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量，架密支架，嚴(yán)密背頂，縮小控頂距。適當(dāng)降低采高，盡量少破巖石，減少出矸量，對(duì)于頂板破碎，較難控制時(shí)，采取間套鋼梁的方法補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

3 提高現(xiàn)場頂板安全管理水平

3.1 嚴(yán)格落實(shí)班隱患排查制度

生產(chǎn)區(qū)隊(duì)通過對(duì)現(xiàn)場的頂板狀況嚴(yán)格班隱患排查制度，當(dāng)班發(fā)現(xiàn)的隱患必須及時(shí)處理，不能給下一班次埋下隱患。區(qū)隊(duì)制定嚴(yán)格的頂板管理制度，發(fā)揮質(zhì)量驗(yàn)收員的問題整改作用，對(duì)班長、放炮員、驗(yàn)收員等工種人員的進(jìn)行加強(qiáng)管理，提高每名員工技術(shù)操作能力，按照要求進(jìn)行頂板支護(hù)，做到及時(shí)支護(hù)，增強(qiáng)頂板安全意識(shí)。

3.2 管理科室人員實(shí)行聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

安監(jiān)部門負(fù)責(zé)對(duì)工作面頂板支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行安全監(jiān)督檢查，督促整改，嚴(yán)格考核制度；技術(shù)管理部門負(fù)責(zé)對(duì)工作面礦壓觀測記錄、監(jiān)測情況作進(jìn)一步分析，改善頂板支護(hù)參數(shù)，做好工作面回采頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測總結(jié)，為以后的回采積累經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語

通過采取有效的頂板管理措施，工作面回采期間，不穩(wěn)定頂板未出現(xiàn)過漏頂、冒頂事故，頂板支護(hù)狀況良好，為實(shí)現(xiàn)安全回采打下了良好的基礎(chǔ)。

[責(zé)任編輯：丁艷]