赵洋洋
河北省邯郸市武安市矿山镇郭二庄煤矿 邯郸市武安市 056303
摘要：工作面片帮对工作面的正常回采危害较大，如可能引起人员受伤，造成停机事故，降低设备开机率，当片帮深度超过0.5m时，还容易引起冒顶事故，造成二次灾害。本文以郭二庄矿12103工作面为例，对煤壁片帮的防止措施进行了探讨。主要措施有两点，一是优化回采工艺，如降低采高、降低割煤速度以及加快工作面推进速度等；二是通过煤壁注浆、注水等对煤壁进行加固，增加煤体的强度。
关键词：综采工作面；煤壁片帮；优化工艺；加固煤壁
在煤矿生产中，大采高综采工作面回采过程中发生煤壁片帮是较普遍的，严重威胁工作面的安全生产。（1）引发冒顶事故。工作面发生片帮时，增加了支架的端面距，如果顶板比较破碎，支架又不能及时支护时，就容易造成工面冒顶事故。（2）造成停机，影响生产。工作面发生片帮时，经常会产生一些大煤块，堵塞在采煤机入煤口，影响采煤机的运行。（3）对人机造成伤害。受采煤机割煤的震动，煤壁的原始应力受到破坏，应力重新分布，煤壁最容易垮落。这时在采煤机附近工作很容易受到伤害。
1、郭二庄矿12103工作面基本情况
12103工作面开采煤层为2号煤，煤层结构复杂，煤层厚0.20—5.50m，平均厚2.13m，局部含一层夹矸，夹矸厚0.2-0.3m，该工作面风巷H2导线点处揭露2号煤最厚，为5.50m，工作面风巷16导线点处受断层影响揭露2号煤最薄，仅0.20m厚。该面2号煤可采性指数为0.94，煤厚变异系数为54%，属于不稳定中厚煤层。该工作面煤层倾角变化不大，最小9°，最大处为16°，工作面煤层平均倾角为12°。12103工作面为褶皱构造，煤层走向为N83°W—N75°E，倾向为S7°W—S15°E，煤层倾角里部较大，最大为16°，工作面停采线处倾角较小，为9°，平均倾角为12°。12103工作面掘进中共揭露4条断层，落差H=0.7—3.5m，受断层影响，断层附近煤层较薄，顶板较破碎，压力较大。其中12103-F2和12103-F4断层处于工作面回采范围外，对回采无影响。12103-F1和12103-F3断层处于工作面内，对回采影响较大。
2、优化回采工艺
2.1 降低采高。降低采高对煤壁片帮、漏顶有一定的作用，但采高的降低受到一定的限制，仅可以在局部地段和短时间内使用。12103工作面采用的ZF4000/16/25型支架高度在1.6～2.5m之间，采高超过2.2m时采用放顶煤开采工艺。（2）适当降低割煤速度，或者停机拉移超前架。拉移超前架及时护顶，能够控制部分煤壁片帮漏顶。但是，必须滞后采煤机一定的安全距离，否则易造成跟机过近，采煤机割运输机铲煤板，损坏采煤机。（3）提高支架的初撑力和工作阻力。方法是提高泵站的供液压力或选择高压泵站的供液系统，安设压力指示仪，正确操作移架后升柱，采用保持阀提高实际初撑力和工作阻力。周期来压时，提前做好检修工作，将工作面的支架调到最佳状态。（4）加快工作面推进度。加快推进度受多方面的限制，如机电设备完好程度、上下机头三角区支护、机巷转载机拉移、两巷超前替棚等。要采取多种配套措施，提高工作面的推进速度。
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2.2 加强工作面支护。根据郭二庄矿一水平顶板为Ⅱ级2类，确定采用全部垮落法控制顶板，采空区顶板在移架后自行垮落充填。本工作面液压支架最大控顶距4.5m，最小控顶距3.9m，步距0.6m。工作面内采用及时移架支护，即采煤机割过后及时移架打出伸缩梁，移架在采煤机后3～5架进行。工作面支护要达到液压支架要上、下成一直线，偏差不得超过±50mm；液压支架中心距为1.5m，偏差不得超过±100mm；液压支架不得歪斜，与运输机垂直，误差小于±5°，与顶板垂直，歪斜不得大于±5°；顶梁与顶板平行，最大仰府角小于7°，支架不挤不咬，错差不超过顶梁侧护板高的2/3，架间空隙小于200mm，顶梁接顶严密，端面距不得超过340mm，超过时，要及时用单体柱配合木板梁、搪材等进行临时支护。
2.3加强特殊时期的顶板控制。一是来压及停采前的顶板控制。工作面来压时，加大工作面监测力度，做好防范措施。停采前工作面顶板管理。工作面停采前距停采线10m时要增加采高，并准备上网上绳，具体规定需要制定专门的措施报批执行。为保证安全生产，在运巷距采线不超过100m的地点，备用不少于100根塘材和50根单体，以备急用。二是过断层及顶板破碎时的顶板控制。加大顶板管理力度，班长必须现场指挥，顶板流渣时，要及时利用塘材、单杆等背好顶板。采用带压移架超前支护。
3、特殊地段煤壁加固措施
加固煤壁是防止煤壁片帮的重要方法。通过向煤壁中注入马丽散、波雷音、注聚氨酯等，可以使得较为破碎的煤体重新固结在一起，形成一个整体，从而增加煤体的强度，改变煤体的力学性质，对片帮起到很好的防止作用。此外，也可以通过向煤体中打入锚杆和锚索进行加固，如采用玻璃钢锚杆、树脂锚杆等进行加固，也能起到很好的效果。
4、治理效果
实践表明，使用以上措施进行治理以后，煤壁片帮现象得到了有效控制。煤体强度显著增加，工作面片帮无论是幅度还是次数都大大减小。即使偶尔还会发生片帮，对正常生产也不会造成什么影响。
5、结论
工作面片帮对工作面的正常回采危害较大，如可能引起人员受伤，造成停机事故，降低设备开机率，当片帮深度超过0.5m时，还容易引起冒顶事故，造成二次灾害。本文以郭二庄矿12103工作面为例，对煤壁片帮的防止措施进行了探讨。主要措施有两点，一是优化回采工艺，如降低采高、降低割煤速度以及加快工作面推进速度等；二是加强特殊时段顶板管理。三是对煤壁破碎段进行加固处理增加煤体的强度。杜绝了工作面在回采期间片帮漏顶的发生，确保了工作面回采期间的安全
参考文献
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论文作者:赵洋洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：工作面论文; 顶板论文; 煤层论文; 支架论文; 断层论文; 倾角论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;