龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

浅谈煤矿大采高综采工作面顶板管理

作者：陈兵

来源：《智富时代》2018年第06期

【摘 要】在常规的综采工作面顶板管理工作中，通常要求顶板平整完好，不掉顶、不漏顶，其两侧顶板支护也安全可靠。而对于“三软”煤层而言，科学、有效的顶板控制与管理就是确保其工作面能够正常回采的关键。文章以某矿1121（3）工作面为例，探究综采工作面顶板的特点及其管理措施，希望对相关工作有所帮助。 【关键词】煤矿；大采高；综采工作面；顶板管理

顶板管理是大采高工作面回采工作中重要的组成部分之一，也是确保工作面安全生产和管理的关键。而1121（3）工作面的煤层赋存状况属于典型的大倾角、大采高、多断层、高瓦斯、“三软”煤层，地质条件复杂，因此，加强对其顶板管理的研究能够为类似条件下的煤矿开采工作提高可靠的技术支撑，具有十分重要的指导意义。 一、1121（3）工作面概况

1121（3）工作面位于采区内13-1煤层的第二块段，工作面面长约200m，回采长度为1672.8m，煤厚2.2～5.5m，平均煤厚4.1m。煤层倾角范围2～5°，平均倾角为3°，由于结构简单，虽有局部受到构造影响，但是整体趋于稳定。1121（3）工作面顶底板岩性如表1所示。 1121（3）工作面开采时选用的“三机”配套设备分别为ZZ6000/21/42型液压支架、MG400/920-WD型采煤机和SGZ800/800运输机。 二、工作面顶板管理措施 （一）矿压观测及预测预报

1121（3）工作面共安装了136架液压支架，利用ZYDC-3型综采液压支架压力自记仪来对液压支架工作阻力进行测定。为确保测定的准确性，在整个工作面布置5条测线，每条测线上都安排两个测站，能够有效测出支架前后立柱的初撑力、末阻力和工作阻力等，帮助工作人员掌握工作面顶板压力大小和支架增阻状况。在轨道顺槽和运输顺槽内每隔3～5m用液压式单体支柱测压仪测定单体支柱的工作阻力，上下两巷各布置3块压力表。从而分析顶板初次来压步距、周期来压步距等工作面及两巷矿压显现及其变化规律，合理进行工作面及两端头管理顶板。顶板压力出现异常的情况主要有三种：一，工作面遇到了褶曲、断层等异常构造；二，工作面顶板岩性发生了变化，原有的坚硬顶板转变为破碎顶板，当顶板有淋水时也会导致压力异常；三，回采速度放慢，不能按正常循环回采时。除了矿设立的地质预测预报机构，综采队安排专人负责此项工作，使顶板管理具有较强的针对性。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

（二）回采期间工作面顶板管理 1.常用措施

一，加强对机电设备的管理和检修，提高开机率，确保工作面快速推进；二，采用追机作业方式，带压移架，移架后需要及时进行护帮，局部若出现片帮掉项现象，在抵车后需要及时拉超前支架以支护顶板；三，工作面支架初撑力达到额定工作阻力的80%，泵站压力不得小于30MPa，使支架有较高的初撑力，减少顶板对煤帮压力，较好地控制住片帮、掉顶事故。 2.支架管理

由于液压支架移动时的稳定性较差，因此，在实际生产过程中，需要严格控制工作面采向，出现歪架时需要及时利用支架本身的调架千斤顶及DZ-28单体等进行调整，确保支架项粱与工作面顶板之间接触严密；同时，相邻支架间要做到不挤不咬、错茬合理并且空隙均匀；此外，端头支架易发生歪架现象，影响安全生产，对端头支架增设防倒千斤顶，确保支架处于良好状态。

3.工作面规格质量管理

严格按回采层位组织施工，采高控制在3.8m左右，保持顶、底板平整，回采过程中工作面支架带线作业，做到煤壁、支架、链板机成直线；支架垂直链板机、不歪斜。 4.端头顶板管理

由于受到工作面采动影响，工作面端头顶板处经常会发生片帮掉顶等问题，因此需要加强对端头顶板的管理工作。对于跨工作面机头、机尾，需要用7.0m长11#7-字钢设双排挑棚，以机头、机尾交替迈步的方式前移；对于上下隅角，由于受锚梁网支护影响，收角后上下隅角不能及时充分冒落，超前工作面煤壁5m提前将锚索退锚，在上下隅角切顶线处用单体加补密集切顶点柱，用双抗袋装煤将上下隅角充填实。 5.过断层期间顶板管理

对于1121（3）工作面等“三软”煤层的过断层环节，一般借助于功率较大的机电设备来硬过。在这一过程中，由于煤岩结合部顶板管理存在较大难度，因此，除了常规的顶板管理工作，还需要有针对性地采取一些管理措施：一，严格控制采高以减少破顶范围和破项量。当工作面临近断层面1Om时，需要提前进入俯采或仰采状态，以便能够逐步降低工作面采高，当采高降到2.8～3.2m左右时，进入断层带；二，快速擦顶移架，减少空顶时间。拉架时，先降后立柱，再同时降前立柱和移架，待支架移动后，立即将降柱手把扳回零位，使之擦顶移架。工作面顶板破碎段，拉架的错茬距离不小于15m，以此保证顶板的整体；三，在断层影响范围内，需要严格进行追机作业，同一阶段只准一茬拉架，确保移架时供液系统的液压能够有效达到快速移架的要求；四，对发生的顶板事故及时处理。当工作面出现掉研、掉顶现象，应立即

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

处理，防止事故扩大，同时，对片帮掉顶处可适当多进刀，以便及时拉架支护。工作面若发生较为严重的冒顶事敌，确实无法推进时，可采取使棚的方法管理煤壁和项板。 6.工作面更换大件时的顶板管理

在为工作面更换大件时，检修人员通常需要在煤壁附近的支架下进行作业，此时，为确保安全，一方面要求检修人员具有较强的自我保护意识，不站在架间，并且要时刻注意对顶板及煤壁情况的观察；另一方面，则是采取一定的措施来加固煤壁和顶板的支护，具体可从以下两方面入手：一，提前煤机转移至顶板较为完好处，为支架留出一定步距，然后将半圆木放在护帮板中间，对煤帮进行背帮处理，确保背严、背实；二，更换支架项粱、前探梁，需要降下支架，顶板出现较长时间的空顶现象，安全威胁大。采取的做法是在检修支架的两端支架上架圆木，提前一至两个小班开始上圆木，工作面每推进两刀上一根，圆木合理搭接在两侧支架上，有效支护检修支架上方顶板。 三、结束语

总而言之，科学、有效的管理措施是克服复杂地质条件带来种种困难、提高回采效率、实现安全生产的重要前提，而1121（3）综采工作面技术难度的解决也为综采技术应用范围的拓宽提供了良好的思路。相信随着我国煤矿生产技术与管理水平的不断提高，大倾角、大采高、“三软”煤层的开采工作将取得更好地成绩，并进一步服务于社会和经济发展。 【参考文献】

[1]贾维志，徐伟.大倾角大采高综采工作面高产高效实践[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2010，18（3）：34-37.

[2]王文元，李伟.“三软”煤层大采局综采工作面顶板管理[J].中国西部科技，2013，12（7）：47，57.

[3]周增辉.大采高综采工作面顶板管理[J].中小企业管理与科技，2010，（4）：181-182. [4]邵洪杰.大倾角大采高“三软”煤层综采面安全高效开采技术[J].中国新技术新产品，2014，（12）：134-136，137.

[5]王英博，王晓麟，刘博.“三软”大倾角厚煤层大采高综采工作面应力分布规律研究[J].世界科技研究与发展，2015（2）：141-146.