1、1浅谈综放面初次放顶的技术管理摘要：顶板管理作为一项基础性工作，在煤炭开采过程中显得非常重要，主要表现为：一方面顶板管理直接影响到煤矿的正常生产，另一方面顶板管理直接关系到煤炭企业经济效益的提高。对于采煤工作面来说，通常情况下需要进行初次放顶的技术管理，进而在一定程度上避免发生顶板事故，确保生产的安全进行。本文以开元矿 9804 工作面情况为基础叙述了初次放顶的来压预报与应采取的措施，理论与实践均证明：开元矿 9804 工作面放顶距离为 22m，论文对开元矿 9804 工作面初次放顶起到了指导性的作用。 关键词：综放面 初次放顶 顶板管理 1 概述 顶板管理作为一项基础性工作，在煤炭开采过程中
2、发挥着重要的作用，主要表现为：一方面顶板管理直接关系到煤矿企业的正常运行，另一方面顶板管理直接关系到煤炭企业经济效益的提高。通过对采煤工作面进行初次放顶的技术管理，进而在一定程度上避免发生顶板事故，确保煤矿生产的正常进行。 对煤矿进行初次放顶期间，通过对开元矿 9804 工作面采取相应的措施，同时对主采煤层进行矿压观测。在此基础上，对采煤工作面实施顶板管理，同时摸清控制岩层的范围和相应的运动规律，进而在一定程度上确保支柱的支撑能力，进一步对顶板来压进行监测预报。 22 9804 工作面基本情况 9804 工作面位于放马沟村以南、阎庄村以北、石人沟村以西、寺儿沟以东，黄土丘陵地貌为主，有零星基岩
3、裸露， “U”型冲沟发育。9804工作面走向长 1610m，倾斜长 200m，煤层倾角 18，属于近水平煤层，煤层厚度 5.58m，对开元煤矿 9804 工作面附近的钻孔柱状进行关键层位置判别结果如图 1 所示，在判别过程中，岩层破断角和松散层载荷传递系数取分别取 70和 0.6。 由图 1 可知：9804 工作面附近的覆岩主关键层为 9.2m 的中砂岩，亚关键层为 6.34m 的细粒砂岩。 同样，由关键层判别软件可得亚关键层的破断距为 22m，即初次来压步距为 22m，周期来压步距为 11.3m。 3 顶板初次来压预报 由于顶板裂断，支架阻力不足，为了防止采面以抗衡岩梁的回转，进而在一定程度
4、上引发大面压垮支架的事故，通常情况下，首先摸清岩层的性质及范围，进而在预计直接顶、老顶的断裂运动发展的基础上，对采煤面初次放顶监测预报，制定专项的技术措施，进而在一定程度上对顶板加强支护。 3.1 顶板断裂前煤壁前方支承压力显现 通常情况下，从切眼开始向前推进采煤工作面，当直接顶和老顶悬露面积达到一定跨度，进而出现挠曲下沉，作用在煤壁前方的支承压力在一定程度上逐渐升高。 3.2 支承压力预测顶板来压 9804 综放面采用了“YHY-60”型液压支架测力仪监测支架工作状况，通过研究分析支架压力曲线，如果发现顶3板裂断，在这种情况下，支承压力高峰逐渐向煤壁收缩，与后柱相比，前柱的下沉速度要大，这时
5、意味着顶板即将来压。随后，与前柱相比，当后柱的顶板下沉速度比较大时，这就意味着顶板来压已经开始。需要增大支护阻力，进而顶板出现平行煤壁的裂纹，导致夹沟或台阶出现下沉，同时伴有淋水的现象。 4 初次放顶期间的顶板控制 4.1 地质条件对工作面放顶的影响 本面地表为黄土丘陵地貌， “U”型冲沟发育，一般中小强度的降水除蒸发外，很少有地表径流现象，大部分降水转为地下水，K7、K8 砂岩段裂隙含水岩组含水较发育。又因本面为八采区的首采面，砂岩含水岩组未受破坏，当工作面回采采动塌陷破坏含水岩组时和遇构造时有可能出现导水，预计正常涌水量为1520m3/h，最大 30m3/h 左右。 由于工作面开始回采在最
6、低处，来水后会在工作面积存，队组做好防排水工作同时应加快推进速度把来水甩入落山。腰巷以南始终采上坡，来水对回采影响不大，但采至腰巷以北向斜构造附近时，来水大水对工作面有一定影响。 本面总体趋势北高南低，中部次生次一级的一个小型向斜构造和一个小型背斜，在受向、背斜的影响下发育多条短裂构造，其中大于 3m 的4 条，小于 3m 的 5 条，其中 F1、F6 两条正断层进、回风联通，对工作面回采影响较大。坑透隐伏断层有 8 条，其中 4 条逆断层，4 条正断层。 4.2 不同阶段应采取的措施 4.2.1 初始开采时期 在初始开采时期，通常情况下，液压支架需4要具备足够的初撑力，进而在一定程度上防止顶
7、板离层，阻止向下滑动；单体液压支柱具有较大的支撑力，较快的支设速度等优势，进而在一定程度上解决直接顶离层、失稳、防止顶板破碎、冒落等，在这一时期，要加强单体液压支柱支护质量，确保单体柱根根达到初撑力，底板松软要穿合适的柱鞋，两端头单体柱及戗柱、戗棚要迎山有力。 4.2.2 初次放顶阶段 保证液压支架和单体液压支柱的初撑力，泵站压力必须达到 30MPa 以上，端头维护的 4.4 米大梁必须架设好，每隔0.3m 支设一根切顶密柱，使其有足够的初撑强度；对工作面顶板压力变化加强观测，进一步掌握第一手资料。监测两端头支柱初撑力架情况，确保初撑力不低于 90KN，如果达不到要求，需要对原因进行分析（如顶
8、板超高、控顶不实等） ，通过针对性措施进行整改；泵站及液压系统完好保证不漏液。 4.2.3 初次放顶距离 结合自身的开采经验，当矿压观测采面从切眼开始逐渐推进后，通常情况下，可以将顶板视作均布载荷的简支梁，当跨度使梁的正应力达到破坏值后，顶板破坏垮落，即顶板初次来压。初次放顶距离即为顶板初次来压距离，经关键层软件 KSPB 计算可得为20m。 如果下层顶板下沉量大于或等于上层顶板下沉量，即认为互不影响，如下层顶板下沉量小于上层顶板下沉量时，即上层顶板重量将作用于下层顶板。开元矿 9804 工作面坚硬顶板初次来压步距为 22m 左右，因此，除正常撬顶外，在工作面推进 22m 时，应采取加强两巷退
9、锚，提高退锚率和剪网面积等措施进行放顶。 5我矿矿压组成功的对 9804 工作面顶板初次放顶（初次来压）进行了预测，对工作面初次放顶起到了指导作用，工作面初次放顶期间未发生顶板事故。初次放顶结束工作阻力变化情况见图 3。 5 几点建议 工作面初采期间要加强液压支架检修，防止跑、冒、滴、漏等现象发生；生产过程中要保证每架支架达到初撑力要求，确保支架接顶严密；工作面初采期间，要加强现场管理，备好支护材料，同时要加强工作面矿压观测，施工队组，要根据现场情况及时向相关业务部门汇报以便采取措施。 参考文献： 1钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制M.徐州：中国矿业大学出版社，2003. 2钱鸣高，缪协兴，许家林，等.岩层控制的关键层理论M.徐州：中国矿业大学出版社，2003. 3王玉彬，苗宇祥，刘德伟等.浅谈采煤工作面初次放顶的技术与管理J.煤炭技术，1987，14（20）：14-19. 4周彦，梁权等.初次放顶技术与管理J.内蒙古煤炭经济，2003，3（20）：72-73. 5查兴林，龙明举.综采工作面初次放顶瓦斯治理技术J.矿业安全与环保，2008，12（35）：54-55. 6郝宪杰，许家林.综采支架工作阻力确定方法综述J.神华科技，2009，7（4）：12-16.
