【坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨】 坚硬顶板

　　摘要:以广安煤矿某工作面的火成岩坚硬顶板初次放顶工作为研究对象,针对悬顶面积大、不易垮落等特征进行研究,摸索出一套在初次放顶过程中利用特殊支护“强支”及人工“强放”的安全技术措施,取得了较好的效果,为开采类似顶板的采煤工作面实现高产高效及安全生产提供了成功经验。
　　关键词:火成岩顶板 初次放顶技术 特殊支护“强支” 强制放顶 高效
　　中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0096-01
　　广安煤矿五二采区在回采过程中,初次放顶悬顶面积达6000多平方米实现安全放顶,在坚硬、难放顶板的管理方向摸索出一条可行的途径,取得了较好的效果。
　　1 工作面地质条件
　　广安煤矿坐落在淮北市烈山区烈山镇,是淮北市地方小煤矿,所采煤层属杨庄井田,是淮矿集团杨庄煤矿弃采的五七采区块段。火成岩为该井田的主要构造之一。矿井主采煤层5煤位于下石盒子组下部,下距K2一般20m,该煤层结构简单,煤层顶板为砂页岩、火成岩。煤层底板为黑色、灰色泥岩、层状页岩。在本井田施工的7个钻孔中有4个钻孔见火成岩,其中见煤孔4个中全部揭露火成岩,岩性以闪长岩为主,厚度为13.53～17.78m,火成岩厚度大,主要沿5煤层中上部侵蚀。由于火成岩厚度大,煤层绝大部分被焦化成为天然焦。
　　广安煤矿五煤至今已回采至-280M标高,沿煤层倾斜方向从上到下共布置了七个走向工作面。其中522、524、526、528已采完,均为炮采工作面,初放顶悬顶面积分别为4600m2、5300m2、4800m2、5600m2,顶板初次垮落时由于下部泥岩遇水变软、造成支柱钻底,虽然采取了支柱下穿鞋,沿工作面倾向加打挑棚、木垛、密集等措施,但顶板垮落时还是出现了扑倒支柱、煤帮侧顶板切断现象,影响了正常生产并丢失支柱造成了经济损失。本工作面在作业规程编制过程中充分借鉴了以上四个工作面回采过程中的经验和存在的不足,使该面初放达到了安全生产的目的。
　　2 工作面概况
　　本采煤面工作面走向长580m,倾斜长150m,煤层厚度为1.8～2.8m,煤层倾角10～15°左右,采煤方法采用走向长臂式开采、单体配合铰接顶梁支护,排距1m,柱距0.6m,炮采落煤,420/40T型刮板机运输。
　　3 采取的针对性措施
　　针对以往工作面回采出现的问题结合本工作面的实际情况,作业规程在编制过程中采取的具体措施是:强化回采工作面支护质量,适时采取特殊支护。工作面采高控制在2.6m以下,单体初撑力不低于90kN,遇软底时要穿鞋,严禁单体超高使用;采用四、五排管理(“见五回一”),回掉的支柱及时打在切顶线上(老塘第一排上下两个支柱之间)作为密集支柱;工作面自切眼推进15m时,在工作面老塘帮1、2排支柱间加打一梁三柱对头挑棚。工作面推进20m,如果老塘顶板不垮落,再在2、3排支柱间在加打一排挑棚,同时在老塘侧打设信号支柱(用竹竿),信号支柱沿工作面倾向10m一棵(以后沿走向推进5m后在相同位置再打一棵),用来观察老塘顶板下沉及来压情况;当工作面自切眼软帮推进25m时,如果老塘帮顶板不垮落,工作面除正常打设密集切顶支柱、双挑棚外,同时沿工作面倾向打设木垛、木垛中心距15m,木垛打在2～4排支柱间,同时在工作面1～2排支柱间码三个空心木垛,间距40m,以后每推进10m仍然在相同位置上码三个空心木垛,木垛不接顶,以此减小顶板垮落时产生的风暴。
　　当工作面自切眼推进30m时,若顶板不垮落,其它特殊支护不变,木垛中心距加密至10m,同时进行人工强制放顶,进行人工强制放顶方法:在老塘1～2排支柱间沿工作面倾向在顶板打一排眼,眼底朝向煤壁方向与顶板成70～75度角,当工作面再往前推进3.0m后,再在工作面老塘1～2排支柱间打一排眼,眼底朝向采空区方向与顶板成70～75度角,与前一排眼形成对掏,同一排眼间距1.0m,眼深2.0m,从工作面溜子尾到溜子头依次起爆,人工强制放顶每推进10m进行一次,从老塘帮推进35m时,顶板再不垮落,木垛中心距加密至5m,当工作面自切眼推进45m时,顶板再不垮落,工作面支护由4～5排管理改为5排站立,增加控顶距,同时在老塘第一排加打切顶柱,直至放顶结束。
　　4 人工强制放顶的目的
　　《煤矿安全规程》第五十六条规定:回柱后顶板不垮落、悬顶距离超过作业规程的规定时必须采取人工强制放顶或其他措施进行处理;通过人工放顶达到采空区切顶的目的;通过顶板落石在采空区形成防风暴隔墙,减少大面积垮落形成的风暴冲击波造成伤人事故。
　　5 经济及社会效益
　　本工作面成功放顶,是广安煤矿建矿以来回采五层煤悬顶面积最大,初次放顶对工作面损失最小的一次,避免了推棚、垮面、停产及人员伤亡,稳定了职工队伍,强化了对科技是第一生产力的认识,同时对开采相同或相似顶板条件的煤层的初次放顶积累了成功经验。
　　6 结语
　　强制放顶:根据本区段顶板岩性应选在走向推进35m较合适,其它煤层顶板可依据此距离及悬顶面各适当增加或减小推进距离。工作面初采有条件的最好在工作面推进3m时在切眼内顶板打眼进行第一次强制放顶,在切眼与煤壁间切出一趟沟对放顶会起到一定的作用。工作面再往前推进,在推进35m左右进行强制放顶时,力争做到一次切顶。
　　强制放顶有条件时,若能沿工作面走向进行强制放顶,放顶位置把采空区顶板平均分成几份为合理。配合倾向强制放顶,从而将采空区顶板分割成豆腐块现状。顶板来压及垮落时对工作面的影响会明显减弱。
　　强制放顶打眼方法,用双排对掏形式明显好于单排或双排平行眼,但必须掌握好打眼的角度和深度。
　　特殊支护“强支”作用:放顶过程中特殊支护木垛、挑棚、密集在工作面内打设较多,分别起到不同的作用。木垛可根据空顶距的大小选定位置,达到两个循环翻打一次,减小工作劳动强度和木料损失,创出最佳效益。木垛的作用是强化支护、抗压、缓冲顶板压力的作用;打挑棚架设要连锁,保证梁头对梁头,挑棚腿向老塘方向与顶板成75～80度角,这样可起到对顶板支护的整体性与抗推力的作用;密集支柱起到强支与切顶的作用。此三种特殊支护与工作面的正常支护配合在一起使用,就能够起到主动加强支护、抗重力方向上的正压力、抗顶板倾斜方向山的推力,真正做到“强支”作用。
　　合理控制采高:根据直接顶厚度及强制放顶时打眼空间和强制放顶后的垮落高度,合理的控制采高对有效防止顶板大面积垮落造成风暴伤人及缓冲顶板垮落速度有明显作用,结合本块段煤层厚度,初次放顶采高控制在2.6m左右比较合理、经济、高效。
　　参考文献
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