综采工作面超前支架控制顶板管理与技术

任晓明（开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北 唐山 063109）

综采工作面超前支架控制顶板管理与技术

任晓明
（开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北 唐山 063109）

煤矿顶板事故频发，伤亡事故一直占煤矿事故首位。顶板事故的发生主要因支护装备落后、人员违章作业、现场管理不到位等因素引起的，范各庄煤矿通过引进先进超前支架设备、建立管理制度、明确岗位责任、加强现场技术管理等方法，形成了采煤工作面本质安全管理顶板新模式。现场实践证明该顶板管理模式效果显著，可为煤矿综采工作面顶板管理提供借鉴。

综采工作面；顶板管理；超前支架；本质安全

煤矿顶板事故频发，伤亡事故一直占煤矿事故首位。如何减少顶板事故是煤矿管理技术人员长期以来一直未能很好解决的问题，范各庄煤矿是开滦集团下属主要生产矿井，年生产能力480万t，近年来发生几起顶板事故，通过分析事故发生原因，得出顶板事故的发生主要因一是支护装备落后，关键部位支护阻力、支护强度不够，不能有效控制顶板稳定；二是现场人员违章作业，现场操作人员不按指定的回采规程和技术措施施工；三是技术管理人员现场管理不到位等因素引起的。针对上述问题范各庄煤矿通过引进先进的超前支架设备解决顶板支护难题，细化管理制度，加强现场技术管理，形成了一套有效的综采工作面本质安全型顶板管理模式。可为煤矿综采工作面顶板管理提供借鉴。

1 超前支架和端头支架在工作面配备情况

范各庄煤矿于2011年8月与沈阳天安公司合作引进第一套端头支架和超前支架，在1129N工作面投入使用获得成功；2012年9月把上超前支架4.5组安装在3623S综放工作面；2013年5月又引进上超前支架4.5组与原有端头支架和超前支架成套使用在3571S工作面。

1129N工作面为一水平、南一采区12煤层工作面，走向长度280m，倾斜长度135m，煤层平均厚度3.0m，平均倾角13°，2012年3月底正式投入生产。工作面端头支架：ZT2*10000/19/35共1组，上下超前支架：ZT2*4000/18/35共6.5组。

3623S综放工作面为三水平、南六采区12煤层工作面，走向长度852m，倾斜长度187m，煤层平均厚度6.3m，平均倾角9度，2012年9月正式投入生产。工作面上下端头支架：ZF8000-20/35共7组，上超前支架： ZT2*4000/18/35共4.5组

3571S工作面为三水平、南五采区7煤层工作面，走向长度1058m，倾斜长度180m，煤层平均厚度3.0m，平均倾角7度，工作面下端头液压支架：ZY6400-17/35下端头支架3组，上端头支架：ZT2*10000-19/35共1组，上下超前支架：ZT2*4000/18/35共6.5组。

超前支架的选型主要根据矿井以往矿压监测数据确定，范各庄煤矿工作面超前支承压力集中系数在2-3之间，上下端头三角区支承压力较大。ZT2*10000/19/35型端头支架工作阻力达到了10000kN，支架工作面阻力监测结果，来压期间支架工作阻力达到了8550kN，现场支架工作阻力为额定工作阻力的85.5%，支架在合理的工作区间工作。而3623S 因埋深较浅使用了阻力较小的ZF8000-20/35端头支架。ZT2*4000/18/35型额定工作阻力为4000kN，现场通过支架压力表监测支架工作面阻力得出，来压期间上下超前支架工作阻力分别达到了3202kN和2875kN，现场支架工作阻力为额定工作阻力的80.5%和71.8%，超前支架也能够满足有效控制顶板的要求，另外下超前压力小于上超前支承压力。

2 技术管理方法

（1）管理规章制度

范各庄矿建立健全了顶板管理制度，细化分工明确了责任。成立顶板领导小组，负责顶板管理，负责督导顶板管理工作的落实和进展。在分线副经理领导下对所辖生产单位进行顶板检查及具体的技术、业务指导。基层单位成立以区长牵头，副职及班组长、群监员为骨干的顶板管理队伍，形成较为健全的顶板管理体系。

（2）安装管理创新

工作面安装“三同步”，即安装与调试同步；安装与安全设施同步；安装与质量标准化达标同步。要求将管理关口前移，把安装工程作为采区质量标准化工作的源头，本着“上道工序为下道工序服务”的原则，深入推进回采质量标准化标准在现场的落实。安装区队确立更高层次的服务理念，真正将采区作为自己的“用户”，交付精品工作面。组织采区介入安装，相互沟通、查找、解决影响生产的问题，实现无缝衔接。

（3）打造精品作业线，提升质量标准化水平

顶层设计，通过组织推动、标杆引领、问题管理、服务保障、活动推进、考核机制，实施“六位一体”考核机制。制定、统一、落实、提升标准，推进质量标准化工作由表及里向深入发展，建立健全综采工作面质量标准。每月一个主题对标现场会，推进亮点工作，如支架管路吊挂现场会；绞车护板及皮带跑偏辊现场会；上下机头、转载机电缆吊挂现场会；上下超前、三机电缆小线吊挂现场会；皮带运输系统质量标准化提升现场会；新安工作面皮带机头打水泥地面和水沟现场会等。

3 效果分析

通过引进新设备和细化顶板管理，在工作面顶板管理主要体现在以下三个方面：一是减人提效：取消了传统掏、缩、拉工艺，简化操作环节，上下超前只需一人操作，每个生产班节约3-5人；二是增大支护强度，目前的超前支架支护强度是普通水柱支护强度的2.65倍，有效的保证了顶板的支护强度，提高了安全系数；三是解决风道超前压力，避免二次清卧。

结语

范各庄煤矿通过引进先进的超前支护支架和细化岗位责任、现场管理创新等顶板管理方法有效的控制了工作面顶板稳定，已经完成试验了三个工作面，在安全、节约成本、工艺优化等方面均体现出了较好的应用效果。目前井下四个工作面在推广应用。为类似综采工作面顶板管理提供了借鉴。

[1] 周玉春.浅谈神东矿区综采工作面顶板的安全管理[J].科技风，2012（01）：260.

[2] 马世军.浅谈煤矿综采工作面顶板管理[J].中国科技纵横，2011（06）：212. [3] 梅文泽.综采工作面复合破碎顶板管理技术研究与应用[J].煤矿现代化，2008 （03）：31-32.

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