综放面端面顶煤稳定性控制的实践.doc

综放面端面顶煤稳定性控制的实践【摘 要】综放开采煤作为一种高产高效的采煤途径被众多煤炭企业所运用，但由于面端头及巷道悬顶面积大以及设备过于集中等问题，综放采煤过程中工作面事故多发，其中顶煤破碎问题尤为突出，如何保证综放面端面顶煤的完整性和稳定性就成为了综放采煤成功的关键技术。本文对综方面端面冒顶的原因进行了分析，通过实践对端面顶煤稳定性控制的新技术进行了分析研究，得出了新的稳定性实践控制结论。【关键词】综放；顶煤稳定性；数值模拟；端面距当前我国厚煤开采方法众多，其中综采放顶煤开采技术更是具有经济性和有效性多方面优势。放顶煤综采工作要达到高产高效必须要有安全性要求较高环境，而实环境中由于煤层松软和节理裂隙的因素极易出现煤壁片帮和冒顶等问题，严重阻碍了采煤工作的正常运行。如何保证综方面端面顶煤稳定性成为当前综采煤中亟待解决的问题。1.综放面端面冒顶原因分析影响综放面端面冒顶的因素众多，如煤层自身特点、运移规律以及机器设备的运行等，结合煤矿实际，工作面顶煤片帮的原因体现在以下几方面：（1）煤质越松软越易破碎，在软煤层中运用综放技术采煤时，煤体在煤壁的前方极易出现较大情况的位移，特别是水平式的位移。由于软煤脆弱，导致支架前方的顶煤也破碎充分。（2）采用综放采煤经常会面临工作面的周期来压。在周期来压前，支撑压力的峰值所在位置与工作面相对较远，当周期来压形成时，端面顶煤的内部集中力加剧，导致端面顶煤破碎，在端面失稳冒落。当冒落产生后，其所在边缘的应里迅速变化，上下部顶煤的应力集中区迅速连成一片，容易导致大规模的端面冒落。（3）液压支架液压管路系统存在一定的漏液现象。在这种情况下，会直接造成支架对综采工作面端面煤壁的初承立达不到正常水平，同时，支架的工作阻力和强度都不够，端面煤壁自然松动破碎，存在一定的安全隐患。恶性冒顶事故频发，正常的生产也难以继续开展。在对顶板的控制方面，顶板的水平-支撑合力也得不到保障，最终导致减弱支架的整体承载力。（4）支架初撑力的欠缺。在实际的生产过程中，对支架阻力起决定作用是支架初撑力。如果需要维持较高的初撑力，必要条件除了需要30mpa以上泵站压力外，同时还要保证正常液压系统的运作和可靠的支架加强，另外还要提离支架工的熟练的操作。（5）追机带压擦顶移架能伸出伸缩梁护住顶板。防止和减少支架卸载最好方法就是擦顶移架和带压移架，改善控顶区顶板状况的最有利措施。为了严格控制工程质量，一般应伸出伸缩梁确保移架要到位，还要缩小端面距。若空顶面积大，可以采取先护顶的方法。为尽可能减少空顶时间，可以采取减少截深和多循环快速通过的方法。采煤机滚筒过后立即移架，可以最大限度减少端面煤壁空顶的时间及跨度，大大降低顶板事故发生的概率。2.端面顶煤稳定性控制的实践与应用2.1伸缩小梁对端面的支护应用采煤机割煤后，在正常回采期间不能及时有效地将端面顶煤或煤壁片帮封闭。这样来就容易造成端面附近顶煤内部水平应力集中区扩大及其集中系数增大，端面顶煤冒落现象很容易形成。因此，端面顶煤及时封闭能实现对端面煤壁增加一定的水平推力，对于控制端面稳定性有重要作用。由于顶板不能实现有效支护，特别是过异常区断层和破碎带附近时，工作面生产中端面大量冒顶发生一般是在采煤机割煤区。采用新技术利用在支架上安装伸缩梁，因为存在煤层松软这个特性，在采煤机滚筒过后及时伸出伸缩小梁，可以实现有效地支护端面煤壁目的。在支架设计方面，采用刚性整体前梁，在前梁下方安装用液泵油缸带动的截深0.8-1.1米的伸缩小梁。通过取消中间架的护帮板，可以解决护帮板容易损坏这个技术难题。2.2锚杆对端面的支护应用综放工作面煤壁打锚杆工艺如下：2.2.1、采用1.5米及1.8米的膨胀锚杆，采用1.5kw的手持煤电钻湿式打眼。2.2.2、在煤壁内，用煤电钻打好眼后，用锤将膨胀锚杆打入煤壁内，将端面松软的煤壁挤紧，从而加强对端面煤壁的整体支护。2.2.3、杆布置方式：按三排呈五花眼布置，眼距0.8米。分置为底排锚杆、中排锚杆、顶排锚杆三列排列。3.新技术应用后的结果分析在荆矿综放面全面实施新技术，取得了良好的安全、技术及经济效益。主要表现在：应用新技术期间在安全上规避了轻伤以上的事故，安全效益得到增加；支架运行可靠性和顶煤控制技术水平显著提高，端面顶煤冒漏及片帮事故率人幅度降低。通过对工作面支架液压检测和失效检测，保障了支架的可靠性和实际支护质量，技术效益得到增加；促进了工作面正常生产的顺利进行，提高了月产量，经济效益得到增加。如图最大冒高从以前的6米降到3米左右，工作面平均冒高从以前的3.5米左右降到0.8米左右，冒顶范围大幅度下降到30左右，最大片深降到1.5米，工作面平均片深降到0.6米左右，片帮范围降到35左右。4.结论通过对端面煤壁支护的研究和实践，总结以下几点：1、由上述分析，影响综放面端面顶煤稳定性的主要因素是支架初撑力、支架端面距、煤体片帮范围以及冒高与端面距近似呈抛物线关系。2、采用新技术的应用和现场的实践分析，为端面顶煤稳定性控制指标及控制技术探究提供理论研究和实践依据。3、采用新的技术支架伸缩小梁和膨胀锚杆加固煤体，这是有效控制综放面顶煤冒漏的重要技术，值得进一步推广使用。参考文献1勾攀峰,侯