浅析综采工作面顶板控制技术Word文档下载推荐.docx

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A文章编号：

1672-3791（2012）12（b）-0082-011

坚硬顶板控制坚硬顶板控制的重点是：

在有目的有控制的条件下采取措施强制放顶。

强制放顶的主要技术措施有“爆破法”、“软化压裂法”两种。

1.1爆破法控制顶板

（1）超前深孔松动爆破。

一般适用于直接顶坚硬但厚度较小，将其垮落下来不足以充满采空区，而基本顶又为整体性较强、较厚岩层。

钻孔平行工作面布置，有单侧和双侧布置两种形式。

单侧布置适用于煤层倾角大、长度较小的工作面，钻孔由下平巷向上钻进。

双侧布置适用于煤层倾角较小、长度较大的工作面。

钻孔超前工作面钻进，其超前距离以不影响综采工作面正常生产为原则。

根据工作面具体条件，分回采巷道设置钻场和专门硐室设置钻场两种方式。

实施爆破是爆破放顶的关键，必须根据钻孔布置情况及基本顶岩层的结构和坚固性，合理确定爆破参数，如装药量、装药方式、封孔方法与封孔长度等。

必须进行专门的爆破设计。

实旋爆破，要加强顶板控制，保证生产安全。

（2）挑落式深孔爆破。

这种方式适用于直接顶坚硬且层厚较大的顶板。

放顶步距一般为25～30m，初次放顶步距可适当减小。

钻孔布置在工作面推进后，在其后方按垂直工作面方向向采空区顶板打深孔，一般工作面两端头钻3排孔，中部钻2排孔，排间孔呈交错布置。

钻孔垂深关系到采高碎胀系数等，但原则上要求爆破后碎落的矸石能基本充满采空空间，一般为5～10m。

钻孔间距7～8m，钻孔排距1.2～1.8m，钻孔仰角60°

～65°

，钻孔直径60～70mm。

实施爆破时，必须依顶板岩层的结构组合和钻孔参数合理确定爆破参数，使崩落岩石的碎胀系数尽量大些。

爆破时，先起爆第一排，使第二排在扩大自由面的条件下爆破，两次爆破后，在顶板上切割一道深槽以利老顶来压时沿此槽切断垮落，从而减小来压强度，保证安全。

（3）浅孔式爆破。

浅孔式爆破适用于直接顶坚硬、较硬的顶板。

放顶步距每日处理一次。

钻孔设备一般岩石电钻。

钻孔布置在工作面后方按垂直方向向采空区钻出一排浅孔。

钻孔深度1.8m左右，钻孔间距3～4.5m，钻孔仰角70°

～75°

。

放顶方式有三种方式：

①一刀齐放顶：

钻孔沿工作面呈一直线布置，放顶时使工作面采空区顶板岩层呈一条直线切断。

②台阶式放顶：

第一天分段打工作面前半部钻孔爆破，第二天打工作面后半部钻孔爆破（二台阶）；

或将工作面分成头、中、尾三部分，分三天打钻孔爆破（三台阶）。

依实际情况选用。

③零星放顶：

在生产过程中，对局部出现悬顶较大的地方可采用浅孔爆破处理，进行零星放顶。

（4）深浅孔结合式爆破放顶。

①用浅孔爆破效果佳的顶板，可选取深浅相结合的爆破方式。

钻孔布置工作面中部钻浅孔、两端钻深孔，中部孔也可每隔3～5个浅孔加打一个深孔；

采用两排孔时，头排为浅孔，第二排为深孔。

深孔参数为孔深5m左右、仰角70°

左右、孔间距6m左右（深孔列）。

②软化压裂法控制顶板；

高压液体注入顶板岩体中，经楔入、压裂，可使岩体内的弱面扩展增多，造成结构改变，破坏岩体的整体性，利于岩体垮落。

这种方法适用于老顶岩层较厚且整体结构好的、强度较高的砂质坚硬顶板。

钻孔超前工作面钻进，超前距离由注液时间和工作面的推进速度来确定。

钻孔间距由来压步距决定，一般小于来压步距3～5m，或取25～30m。

钻孔深度据顶板结构情况、工作面长度、注液渗透半径、钻孔工具能力和注液孔间距综合确定，水平夹角（钻孔水平投影和巷道中心线的夹角）一般取65°

～70°

注液用液高压注液用的液体是水中混入一定量的渗透性强的添加剂后而形成的混合液体。

实施高压注液时，需要多台注液泵并联工作，注液时间及注液量据孔深、岩石吸水率、渗透性、注液流量而定。

采空区与应力集中区注液工作面已推过注液钻孔而顶板尚未冒落时，可通过位于采空区上方的注液孔继续实施大流量高压注液，迫使顶板裂隙增多而垮落。

超前应力集中区注液则是在注液孔临近工作面应力集中区时，对顶板进行较高压力注液，以促使裂隙扩展，有利于顶板岩层冒落。

2破碎顶板控制

（1）带压擦顶移架；

支架带有保持阀时，要合理调定支架移置时应保持的工作阻力。

无保持阀的支架，全凭操作者掌握，要注意不要损坏支架部件及输送机的有关部件。

（2）超前移架及时支护；

工作面局部地段片帮较深时，可超前采煤机割煤移架及时支护空顶区。

采煤机通过超前移架的支架时，必须注意安全，严防割坏支架顶梁及采煤机截齿。

（3）平行工作面煤壁挑煤梁护顶；

采煤机割煤后，若新暴露出来的顶板在短时间内不会冒落，而在支架卸载前移时可能冒落，则可采取平行工作面挑梁护顶措施。

具体做法是，先移顶板完整处的支架，同时在支架前梁上方，沿平行煤壁的方向放置l～2根3～4m长的木梁，由其挑住附近不完整的易冒顶板，然后再移破碎顶板处的支架。

顶板若破碎严重，而极易冒落时，可在挑梁前或同时铺金属网、荆笆、木板等护顶材料。

（4）垂直工作面煤壁架棚护顶；

当工作面顶板随采落而冒落，面积又较大，用上述措施来不及支护，且顶板条件也不允许把支架前梁降下来放置木梁时，可以在相邻支架间超前架垂直于煤壁的一梁二柱（或三柱）的棚子护顶，在棚下面再架设平行于工作面的临时抬棚1～2根。

平行于工作面的临时抬棚应同时托住3架垂直于煤壁的棚子的棚梁。

（5）垂直工作面煤壁架棚打临时支柱护顶；

与上述措施基本相似，只是架梁时根据煤壁的具体情况，分别采取在煤壁挖梁窝、靠煤壁打临时支柱或采用梁前端支撑方式。

（6）打撞楔防治局部冒顶；

综采工作面煤壁与支架梁端间的空顶区多发生顶板局部冒落，一般由煤壁片帮而引发。

生产过程中，必须经常仔细地观察破碎地段的顶板情况，当确认煤壁处有冒落危险或已沿煤壁发生冒落，且矸石顺煤壁继续下流时，则可采取打撞楔（贯钎）的办法。

防治撞楔一般用木楔，其前端要削尖、长度要一样。

打撞楔前先在冒顶处架平行煤壁的棚子；

把木楔放在棚梁上，尖端指向煤壁，末端垫一方木块，而后用锤打入冒顶处，将岩石托住使其不致冒落或不再继续冒落。

（7）固结顶板；

固结顶板，即是通过超前钻孔向破碎顶板注入固结剂，从而提高顶板岩层的稳定性。

注液时应根据煤岩层的情况，确定所需注液流量及压力，合理调定液动注液泵的转速，将多异氰酸酯的换向阀打到回流位置，只有多元醇聚醚继续往钻孔注入，以冲洗料管，防止堵塞。

此外，对于层状结构比较明显的破碎顶板也可采用向顶板打锚杆的办法锚固顶板，增加其稳定性。

锚杆设置参数依实际情况而定。

参考文献[1]孙俊峰.顶板控制和冒顶事故防治[J].山西煤炭，1999

（1）.[2]周卫东.综采工作面破碎顶板综合控制技术[J].中州煤炭，2009

（1）.