综采工作面预防片帮、冒顶安全技术措施

综采工作面预防片帮 冒顶安全技综采工作面预防片帮 冒顶安全技 术措施术措施 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