永红煤矿采煤工作面顶板控制研究

王军杰

(沁和能源集团 永红煤矿，山西 沁水048205)

1 概况

根据山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室文件，晋煤整合办核〔2006〕16 号文“关于晋城市沁水县煤炭资源整合和有偿使用工作方案的核准意见”，沁水县永红煤矿属单独保留矿井。2007 年12 月，山西省国土资源厅为该矿换发了采矿许可证，证号为1400000720422，批准开采3、9、15 号煤层，生产规模900 kt/a，井田面积8.517 km2;2008 年1 月，山西省煤炭工业局为其换发了煤炭生产许可证，证号为201405210231，生产能力为840 kt/a。2008 年1 月，山西省煤炭工业局以晋煤行发〔2008〕59 号文“关于批准沁和能源集团有限公司永红煤矿等18 座矿井进行机械化升级改造的通知”，批准该矿井进行机械化采煤升级改造。同时，生产能力由900 kt/a，扩大到1 200 kt/a。沁和能源集团有限公司永红煤矿位于晋城市沁水县东南部沁水县城东南直距35 km 的嘉峰镇南，沁河西侧，其行政区划受沁水县嘉峰镇管辖，属沁水县县营股份制企业。

2 支架布置形式

2.1 工作面的支架布置形式

工作面采用ZZ4400/17/35 型支撑掩护式液压支架支护顶板，其中1#、2#、3#架为前端头过渡支架，最后三架为后端头过渡支架，端头架比工作面支架长600 mm，工作面支架的最小控顶距为4 200 mm，最大顶距为4 800 mm。

2.2 正常工作时期的顶板管理

1)采煤机割煤后，及时采用带压擦顶的方式追机移架支护。采煤机双向割煤时，追机移架、移溜;采煤机单向割煤时，采煤机下行割煤追机移架，采煤机空刀上行追机移溜。移架滞后采煤机后滚筒3～5 m，移溜滞后采煤机10～15 m。

2)移架与采煤机后滚筒的悬顶距离超过10 m 或发生片帮冒顶时，必须停止采煤机进行支护、处理，同时要将煤溜与采煤机停电闭锁。

3)顶板破碎或片帮时，必须紧跟采煤机前滚筒或人工操作超前移架。当发现片帮严重时，不等采煤机割煤就进行移架，然后再进行其他操作，工艺为移架—割煤。

4)移架时必须2 人以上作业，其中1 人在架内操作，操作时注意观察顶板、煤壁及支架直线情况;另1 人站在相邻支架的安全地点观察支架的移动情况，及时通知操作者调整支架。移架后要及时升架支护顶板，支架初撑力不得低于泵站输出压力的80%(24 MPa)。

5)移架要按顺序进行，不得擅自调整和多头操作。架前冒落要先交错移架控顶，移架受阻时必须查明原因，不得强行操作。严禁随意拆除和调整支架上的安全阀。

6)顶板破碎时，必须在架顶铺网或架木梁、打撞楔等进行超前支护，严防架前冒顶。移架支护要及时，防止长时间空顶。工作面出现冒顶时，要及时用木料接顶，并升实支架。

7)支架端面距不得＞300 mm。工作面伞檐长度＞1 m 时最大突出部分不超过200 mm;伞檐长度在1 m 以下时最突出部分不超过250 mm。

8)顶板冒落导致支架顶部空顶时，必须在支架顶部架木垛接实顶板。保证支架顶梁平整，其最大仰(俯)角不大于7°(即支架顶梁前后水平落差不大于400 mm)，相邻支架错差不超过顶梁侧护板高得2/3，支架立柱的活柱伸缩量不得小于300 mm，当支架实际参数不符合上述规定时，应当报告带班长采取措施。

9)液压支架要排成一条直线，架中心距误差不超过100 mm，架间隙不超过200 mm，立柱前后偏差不超过±50 mm，侧护板正常使用，支架不超高使用。工作面支架严禁歪斜和咬架、挤架，否则要及时调整。

10)工作面应达到动态的质量标准化要求，确保“三直、二平、一净、二畅通”的质量要求。即支架直、煤溜直、煤壁直;顶板平、溜子中部槽接口平;浮煤净;上下出口畅通。

2.3 特殊时期的顶板管理

1)割煤后及时带压擦顶移架，移架时少降快拉、步距够，支架升起后有足够的初撑力。片帮严重地段，在保证有足够采高情况下，及时超前、错步移架，严防架前冒顶。同时加快推进速度，减少空顶时间。

2)加强上下出口端头支护，及时移支，尽量减少空顶面积，严防冒落、片帮及破坏原支护。端头支护杜绝漏液、失效支柱，超前支柱必须达到额定初撑力不低于90 kN(11.4 MPa)，对卸载柱必须及时更换或补打。

3)工作面冒顶时必须及时停止刮板输送机，先对冒顶地段两端的支架移支，控制冒顶范围，不使其进一步扩大。

4)冒顶地段的两端得以控制且确认顶板稳定后，在班组长或有经验的老工人监护下，架设小木垛或用撞楔法等及时勾顶。冒顶区，顶板破碎区尽可能减少支架反复升降次数。严禁空顶作业，处理冒落区时，人员要站在支架完整的安全地点。

5)及时检修处理支架漏、窜液现象。安全阀漏液或超过支柱阻力不泄液时，必须及时检修或更换，保证支架高度，严防支架压低或被压死。

6)工作面超前压力大时，必须对所有支柱进行二次注液，确保支柱达到初撑力。

3 停采前的顶板管理

1)工作面停采线设计位置距口部70 m 处。

2)当工作面回采至停采线50 m 时，由矿部组织生产科室和相关管理人员到现场进行勘察，根据现场实际情况制定切实可行末采措施和回撤的施工方案。

4 初次来压和周期来压时期的顶板管理

1)保证泵压在30 MPa 以上，管路无漏、窜液。支架支柱达到初撑力。

2)机组割煤后及时移架，尽量减少顶板空顶时间。

3)端头及超前支护所有单体柱确保初撑力达到90 kN(11.4 MPa)。

4)工作面要备齐足够的支护材料，备用材料短缺后必须及时进行补充。

5)提前对两巷超前支护以外的巷道进行加固支护，加强日常检查维护。

5 结语

综上所述，本文以采煤工作面回采的不同时期，科学分析并合理制定了顶板控制方法及要求，确保了矿井采煤工作面顶板管理的长治久安。