顶帮管理应知应会.ppt

1、顶帮管理应知应会,西井综采队 郑苛苛,综采工作面局部片帮冒顶原因分析及其控制,综采工作面在生产中经常发生片帮冒顶事故，这不仅使工作面经常处于半停产状态，而且造成机械设备的损坏，采煤机开机率下降，导致综采工作面产量和效益的降低，同时对人身安全造成严重威胁。随着现代化采煤技术的不断发展，综合机械化采煤不断地应用于生产中，综采工作面如何提高劳动生产率、降低生产中各个环节的影响、提高采煤机，开机率已成了综采区队的主攻课题。我矿自成立综采以来，随着生产实践经验的不断积累和专业技术人员素质的不断提高，综采机械设备的性能逐渐得到了进一步的发挥，使得采煤机开机率有了明显提高，经济效益得到了稳步提高。但在生产中

2、经常发生综采工作面片帮冒顶事故，导致综采工作面产量和效益的降低，同时对人身安全造成严重威胁。,综采工作面片帮冒顶的特点,(1)在中等稳定或不稳定顶板条件下，遇有节理发育或松软煤层，往往是先片帮后冒顶，继而片帮冒顶交替出现。 (2)遇有局部伪顶或直接顶岩块破碎垮落，使支架接顶不好，造成局部顶板岩层悬空，如遇设备故障或移架操作不当，就会导致顶板悬空岩层再次垮落，发展成为较大规模的片帮冒顶，即“小冒引起大冒”。(3)地质破碎带或煤岩松软带，易引起片帮冒顶，其特点是在破碎带附近长期连续发生，直至过完破碎带为止。 (4)随着液压支架的反复卸载，不断破坏岩层的暂时平衡状态，使片帮冒顶范围反复发展与扩大。,

3、综采工作面片帮冒顶原因,(I)矿压因素。常见的矿压因素有承压煤柱或周期来压导致矿压显现异常，造成回采过程中局部应力增高而导致煤壁片帮，引发片帮冒顶事故 (2)地质因素。地质破碎带或煤层松软带，易引起片帮冒顶，临近断层、褶曲轴部等构造的部位，特别是在直接顶由强度较低，分层厚度较小的岩层组成的条件下。采时遇见断层和褶曲而引发了局部片帮冒顶，对生产造成了很大影响， (3)综采工作面管理及操作不当。如移架不及时或移架中没有采用带压擦顶移架，工程质量低劣或支架端面距超规定值，悬顶时间超过规定，工作面推进速度低于一定值，支架初撑力和工作阻力达不到额定值或采高超过支架的最大支撑高度造成顶板大面积来压，顶板产

4、生台阶下沉及煤壁片帮冒顶事故的发生。,(4)液压支架的反复支撑与卸载造成综采工作面顶板破碎以及支架前梁接顶不好，形成端面压力增大而造成片帮冒顶。 （5）支架的初撑力低也是造成煤壁片帮的个原因，现场使用的乳化泵压为28Mpa，而实际应为30Mpa以上，由于初撑力低，所以支架只能在“等压”，在“等压”的同时也就将上覆岩层的力传到了煤壁上，从而造成了煤壁始终是压力高峰区，而出现大块煤片帮现象，也正是煤壁向外卸压和表现。正是由于支架的初撑力低，再有大部分支架立柱密封不好窜液，使支架的初撑力及工作阻力均达不到正常要求，就不可能使支架在顶板大面积运动前保持高承压的工作状态，这种情况下老顶不能及时切断，从而

5、将应力传递到了煤壁承载，因而煤壁被压酥；出现片帮，向外卸压。,防治片帮冒顶的措施,1提高支架的初撑力和工作阻力 从控制理论讲，支架初撑力大，能够预先控制顶板，既有利于防止直接顶离层，又有利于支架的稳定。可缩量大、阻力可靠则可以缓冲老顶的压力，能够按设计要求，可靠地保证对顶板的控制。 (1)首先尽可能提高泵站的供液能力或选择高压泵站的供液系统，尽量减少液压系统的跑、冒、滴、漏现象和工作面液压系统的窜液问题。 (2)正确操作支架，在移架升柱后，不要立即把升柱手把打回零位，以提高初撑力。,(3)充分利用支架的初撑力，及时有效地支护顶板。带压移架，移架时降柱高度控制在100mm以下，擦顶前移(或用单体

6、帮架前移)，支架升柱后，操作手把延时回零，以提高实际初撑力；发挥支架前梁千斤顶的作用，保持支架顶梁处于近水平状态，梁端略高于梁尾，防止向煤壁窜矸；灵活操作，及时支护，一般移架滞后于采煤机滚筒不大于5架，不少于3架，否则应停机移架；对于顶板冒落高度500mm的，应及时在顶梁上架设木垛，防止冒顶的继续发展。 2改进综采生产工艺和操作技术加强工程及设备管理 (1)要防止采高超过设计要求。因设计的采高是综合地质，矿压等多方面因素而制定的，如果采高超过设计要求，就会有特殊情况发生，如支架初撑力达不到规定要求而接顶不严密，造成顶板离层，在动态应力的影响下造成煤壁片帮，导致端面距增大，顶板悬露时间过长而造成

7、冒顶等现象的发生。,(2)当顶板及煤体破碎时，减少采煤机的一次进刀量，以提高牵引速度，实行浅截快跑。提高采煤机的截割速度，就可以缩短工作面生产的循环时间，尽量减少了机道顶板暴露的面积和时间。顶板暴露的面积和时间对顶板端面破碎起着制约因素，而工作面机道顶板暴露面积的大小和时间很大程度上取决于滚筒的截深及采煤机的牵引速度。因此，在实践中要根据适合采场的地质条件及生产条件选择合理的截深和速度，减少顶板的暴露面积和时间。这样，可以充分利用超前压力落煤，使机组负荷减小，运行稳定，速度快，使顶板压力显现较均衡，顶板下沉量小，避免了片帮冒顶事故。 面积的大小和时间很大程度上取决于滚筒的截深及采煤机的牵引速度

8、。因此，在实践中要根据适合采场的地质条件及生产条件选择合理的截深和速度，减少顶板的暴露面积和时间。这样，可以充分利用超前压力落煤，使机组负荷减小，运行稳定，速度快，使顶板压力显现较均衡，顶板下沉量小，避免了片帮冒顶事故。,(3)加强综采工作面机电设备的管理。强化检修质量，加强设备使用过程中的维护和保养，标准操作，保证运输系统包括胶带输送机、转载机、刮板输送机的状态完好，能够正常运转，实现各转载点的连续运输；保证采煤机检修，能够实现顺利的割煤，提高采煤机的开机率；加强乳化液泵站及液压系统的检修质量，使泵站运行可靠，泵压稳定，达到额定的工作压力，保证支架的初撑力，使采煤机割煤后液压支架能及时进行支

9、护，可以避免或减少片帮冒顶事故，从而可以保证工作面的工程质量，可使生产连续、稳定、均衡的进行。,综采工作面的顶板管理,正常时期的顶板管理 正常回采期间，要合理掌握机组的割煤速度，采用追机移架的方法对顶板进行及时支护，运用及时移架少降快移一次到位的方式移架，使移架推溜速度保持协调一致，采煤机割煤后，要及时移架，正常移架滞后采煤机后滚筒35架，避免出现顶板长时间大面积暴露。顶板破碎、煤壁片帮严重地段及时拉移超前架支护配合伸缩梁和护帮板控制好煤帮。同时要准确地掌握来压步距，除及时维护顶板外还要加快工作面推进速度，尽快把顶板来压甩到采空区，把周期来压对工作面的生产影响降到最小。,加强采高控制 工作面的

10、采高控制作为工作面形成后保证有效万吨掘进率，提高工作面回收的最后一道关口，提高工作面单产起着至关重要的作用，主要也是保证正常采煤生产工艺、提高开机率的必然控制环节。采高的过大会造成工作面支架超高，顶板垮落，支架无初撑力，溜子推不动，采煤机不能有效开机；采高过低会造成采煤机无法通过导致停产，或强行通过造成损坏机器设备，同时也丢失了煤炭资源。 合理配比乳化液浓度，乳化液浓度在35范围内，泵站系统压力不得低于30MPa，支架液压系统要有足够的压力（不低于25MPa），确保支架初撑力达到规程要求。 过顶板破碎带的顶板管理 破碎顶板主要指不稳定的顶板，如果管理不当，综采工作面会经常发生架前冒顶事故，严重

11、影响和制约综采高产高效优势的发挥，所以，必须采取某些特殊措施进行解决。,由于采煤机的进刀位置是顶板暴露面积最大的地段，如在顶板破碎处进刀，由于顶板支护不及时，很容易造成顶板垮落，所以采煤机过顶板破碎段时，采煤机进刀时应尽量避开顶板破碎处。 1及时支护 采煤机割煤后先移支架，后移输送机，移架后伸出伸缩梁打好护帮装置及时支护，防止煤壁片帮。 2超前支护 如果采用正常的移架方法维护不住破碎顶板或煤壁片帮比较严重时，可采取超前采煤机进行移架，使支架顶粱顶住煤壁，不让顶板暴壁出来而得以提前支护。 3带压擦顶移架 移架时让支柱仍保持一定的工作阻力，使顶梁贴着顶板擦顶前移，一定程度上可以减轻移架时顶板岩层的

12、活动，减少由于移架而造成的顶板破坏。 4挑倾向棚 割过煤后，新暴露的顶板在短时间不会冒落，只是在支架卸载前移时才可能冒落，这样就可以采用挑倾向棚,的办法，先移顶板较完整处的支架移架时在前梁上，沿平行工作面方向放置1根一2根3m-4m长的木粱，以便挑住附近不完整的顶板，然后再移附近顶板破碎处的支架。 如图所示。,局部冒顶的处理 在破碎顶板条件下，如果顶板管理不及时，很容易发生局部冒顶。局部冒顶不高和范围不大时，采用上述办法即可解决如果冒顶高度和范围较大时，不及时处理就无法继续生产，必须立即处理。如果在支架顶粱上方冒顶，待停止后，在支架前方打探板后再往顶粱上打木垛来处理。打木垛前，先在支架顶粱上打

13、临时支柱支撑顶板，保证打木垛人员的安全，清除浮矸、浮煤后就可打木垛，木垛要紧贴顶板，使顶板得到支撑。,如果直接顶沿煤帮冒落，而且冒落区矸石沿煤帮继续下流，用探板支护有困难时，则可采用打撞楔的办法处理，木楔的前端要削尖，长度要一样。打撞楔前，先在冒顶处架设倾斜棚子，把木楔放在棚梁上，其尖端指向顶板冒落处的煤帮，末端垫一方木块，用大锤打入冒顶处，用岩石托住，使其不再继续冒落。移液压支架时，使支架前梁托住倾斜棚梁，即可撤去棚腿。保证有2架3架支架同时托住，便移架。 两巷超前支护管理 根据煤矿安全规程第五十条规定：采煤工作面所有安全出口与巷道连接处20m范围内，必须加强支护；综合机械化采煤工作面，此范

14、围内的巷道高度不得低于1.8m，其他采煤工作面，此范围内的巷道高度不得低于1.6m。安全出口必须专人维护，发生支架断梁折柱、巷道底鼓变形时，必须及时更换、清挖。根据山东科技大学与我矿合作项目成果大采深条带综采支架与围岩关系的研究得出结论，工作面超前支承压力的影响范围为40.0m。工作面超前维护应不小于40m,轨道顺槽采用3排单体液压支柱配合铰接顶梁支护方式。运输顺槽超前支护采用3排单体液压支柱配合倾斜3.6m型钢支护方式。在钢梁上方使用46块走向板皮接顶，如果顶板起伏较大，使用板皮不能接顶时，必须使用板棚或道木打“井”木垛接顶，保证钢梁下支设单体后不变形。 支护质量标准： 支柱纵横成线，偏差不

15、大于100mm。单体支柱活柱最大伸出量不超过0.7m，最小伸出量不小于0.2m。 支柱支到实底，支柱下穿铁鞋，走向、倾向方向迎山有力，单体支柱初撑力为50KN。 铰接顶梁之间圆销紧固到位，顶板不平处顶梁之上配合木料或垫木垫平，引挂顶梁要尽量避开顶板锚杆盘位置，防止顶梁不平稳、打滑，降低支护强度。 两巷超前支护及端头单体支柱全部用2分细钢丝绳拴牢，支一棵，拴一棵，绳头固定到顶板金属网上，所有支柱注液阀方向一致朝向采空区。 两顺槽遇断层破碎带、超高地段，提前加强支护处理，超高不平地段打顶垛压料降低高度不大于3m。木垛架设成长方形或方形，靠帮侧及其侧面的必须打齐，四角必须加紧楔，夹紧楔不得打在顶层。

16、,木垛层面应和巷道倾斜面相一致，打设要迎山有力；上、下方向各层的接触点必须保持在一条直线上，两木垛间距不易过大，要保证对顶板的有效支护。打木垛和吊挂钢梁使用操作平台和梯子，操作过程中需要专人扶持操作平台和梯子，操作平台放置平稳，有专人扶持。梯子倚放可靠，不摇晃，并有专人监护顶板和煤帮情况，作业人员要系好安全带。工作面过小硐及长度不大于6m硐室的顶板管理：当工作面距硐室20m时，要在小硐内支设点柱，钻机房硐室要支设型钢梁，工作面与硐室采通前，必须将硐室内的杂物清理干净，以确保采煤机正常通过。过硐室时，若支设的单体支柱影响采煤机通过要及时改支。 对实际回采过程中皮带巷顶板压力大，顶、底板移近量较大，帮鼓严重，巷道严重变形的情况下，采取延