关键词：松软煤层；煤壁片帮；技术；应用
1火铺矿21170工作面简介
火铺矿21170工作面开采的17#煤层位于龙潭组上部，上距14#煤层约34.6m，下距18#煤层约为9m、距19#煤层约为19m。煤层顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩、细砂岩。21170工作面位于火铺矿21采区北翼第一区段，工作面的运输巷标高为+1617.1m～+1638.1 m，回风巷标高为+1665.6m～+1678.4m，工作面煤层厚度为2.5m-12.0m，工作面走向长550m，倾向长120m，实际揭露的煤层倾角为23°。
2松软煤层工作面煤壁片帮原因
2.1采高
经火铺矿多年松软煤层现场的开采实践证明，当工作面采高增大时，煤壁前的支承应力集中程度随之增加，从而加剧了煤壁片帮冒顶。另外工作面采高增大的同时煤壁重心增高，煤层容易垮落。随着实际采高的增加，煤壁片帮深度增加，当开采高度超过一定值时，片帮深度急剧增加。
2.2煤层节理裂隙
火铺矿17#煤层属于典型的松软煤层，节理裂隙发育，煤层节理裂隙、层理弱面发育程度高，煤体的强度低，是影响煤壁片帮的内在因素，煤体比较松散，容易引起工作面煤壁片帮。
2.3支架的初撑力与工作阻力
为了使支架支撑时能较快达到工作阻力状态，以防止顶板过早离层破碎，初撑力的设计值取大些较有利将会使液压支架快速进入充分工作状态，降低顶板下沉量，进而降低作用在煤壁上方的作用力，从而抑制煤壁片帮。
3煤壁片帮的危害
经工程实践证明，火铺矿松软煤层13174综采工作面，在回采过程中发生煤壁片帮是较普遍的，影响回采功效，严重威胁工作面的安全生产。
3.1增大了端面距，发生冒顶事故。
工作面发生片帮，尤其是发生大面积片帮事故，片帮深度可以超过1m，这就加大了支架与煤壁之问的端面距。如果液压支架不能及时对裸露的顶板支护，在支架上覆岩(煤)层松软、破碎的情况下，容易发生架前冒顶事故，不仅给安全带来隐患，在冒顶严重时还需要进行及时处理，影响正常生产。
3.2压死工作面刮板输送机。
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工作面发生大面积片帮时，容易将工作面溜子压死，影响产能和效率。
3.3阻碍采煤机通过。
采煤机前方发生片帮事故，特别是发生大面积、连续片帮时，会在机道上堆积大量的煤炭。而采煤机与溜槽之间的通过高度有限，机道上堆积的大量煤炭通常会阻塞煤机，影响采煤机正常通过。
4防止松软煤层工作面煤壁片帮技术
综上所述，煤壁片帮会对工作面的正常生产造成比较大的影响，当煤层较为破碎时情况极为严重。火烧铺矿21170工作面即属于上述情况，对正常的生产造成了不利影响。综合目前治理煤壁片帮的措施，针对火铺矿21170工作面的实际情况提出以下具体措施来减小煤壁片帮对工作面开采所造成的影响。
4.1合理控制工作面采高
从前面的介绍可知，工作面煤壁片帮深度随采高呈非线性增加。片帮现象严重就会造成支架的前梁和护帮板不能很好的发挥其应有的作用。在火铺矿现场生产过程中通过将21170工作面采高控制在2.4m左右来减少煤壁片帮。
4.2适当的提高支架的初撑力和工作阻力
高应力状态下必然会产生煤壁片帮，因此合理的支撑力能够起到支撑顶板和减轻煤壁压力的作用，进而减少煤壁片帮现象的发生。因此在此工作面三机配套选型时，选择ZY6000-15/33型液压支架，提高工作阻力到6000kN，回采过程中将支架调到最佳状态，使液压支架的顶梁和底座平行，并保证接顶质量，确保支架平、严、实，安全阀灵敏可靠。对液压支架的液压系统要定期检修，杜绝跑、冒、漏、防止支架卸压降架。支架工在升架操作时，观察支架间显示屏中的初撑力读数或立柱上压力表读数，保证足够的操作时间，达到额定的初撑力。这样及时有效地控制顶板下沉，从而控制21170采面煤壁片帮。
4.3煤层注水防片帮
火铺矿21170采面在回采过程中，利用从21170回风巷超前回采工作面施工的本煤层钻孔向煤体内注水，当水注入煤体后，改变了煤体的物理力学性质。能使煤体的塑性增加，脆性减弱，当煤体因开采而破碎时，煤层由脆性破坏变为塑性破坏，不但减少了产尘量，使开采应力集中向深部转移，减少了上覆岩层对工作面煤壁的影响，有效防止了工作面煤壁片帮、冒顶事故。
结语
经工程实践，火铺矿松软煤层21170工作面采取控制采高在2.4m左右，选择额定工作阻力为6000KN的液压支架设备及通过向煤体内注水后，有效地防止了煤壁片帮，减小了煤壁片帮带来的危害，对火铺矿其他松软煤层工作面安全高效回采具有十分重要的意义。
参考文献
[1]周大为 松软煤层煤壁浅孔注水防片帮技术研究 《安徽理工大学》-2009
[2]石栋 大采高综采面煤壁片帮预防措施 《中国煤炭》-2008
论文作者:周金恋,吴学武
论文发表刊物:《科学与技术》2020年1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：工作面论文; 煤层论文; 支架论文; 松软论文; 顶板论文; 发生论文; 液压论文; 《科学与技术》2020年1期论文;