回采工作面破碎顶板的支护技术及末采安全措施的研究与探讨

王安顺

摘  要：煤层是十分不稳定的，因而在煤炭采集的过程中受地理位置和地质结构的影响很容易出现安全问题，其中回采工作面破碎顶板破碎就是一个常见的安全问题。为了能够确保采煤安全，文章就回采工作面破碎顶板支护技术的应用和关联安全措施实施问题进行探究。

关键词：煤矿开采;回采工作面;破碎顶板;支护技术;安全措施

中图分类号：TD35         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）14-0127-02

Abstract： The coal seam is very unstable， so it is easy to have safety problems due to the influence of geographical location and geological structure in the process of coal collection， in which the broken roof of the mining face is a common safety problem. In order to ensure the safety of coal mining， this paper probes into the application of broken roof support technology in mining face and the implementation of related safety measures.

Keywords： coal mining; mining face; broken roof; support technology; safety measures

開采煤矿石是我国社会经济发展的重要项目，但是从发展实际情况来看经常发生的煤矿开采事故为人类社会的进步发展造成了十分不利的影响。其中，煤矿开采过程中的工作面顶板事故是主要事故类型，基于末采中的回采面往往具备独特的支护属性，在煤炭资源开采的过程中只有选择了正确的顶板支护，才能够有效保证煤矿施工的安全性、稳定性，并促进支护结构的延伸发展。

1 煤层顶板分类

煤层顶板性质和煤层的沉积环境存在密切的关联，顶板的岩性性质直接关系到煤层顶板的承载力和垮落特点。煤层综采工作面，顶板包含硬顶板、复合顶板、破碎顶板、稳定顶板四种类型。坚硬的顶板一般不会因为煤层垮落而破碎，但是顶板会出现较高距离的空顶，空顶的不稳定会出现掉落现象。复合顶板是一种直接顶板，在施工人员不仔细观察的情况下很难发现直接顶板，在其垮落之后会混入到煤层中。破碎顶板是煤炭资源采集之后出现的大面积垮落顶板，这种类型的顶板增加了开采煤炭的灰分。煤层顶板使用过程中会出现涌水现象，具体如图1所示。从实际施工操作上来看，导致煤层顶板出现事故的原因主要包含以下几种：第一，采煤地质的影响。煤层的安排往往不是固定的，在具体的采煤操作中会受到地质的限制。在地质结构复杂的情况下一些风险因素是不可预测的。第二，采煤技术的影响。从实际施工操作来看，多数小煤矿的生产追求的是片面经济效益的实现，因而在具体施工操作中会应用一些成本费用较低的采煤技术，这些技术的稍有使用不当就会引发安全事故。同时，采煤机工作时需要必要的支护处理，在支护不及时的时候，采煤工作面在回柱放顶的时候就会出现冒顶事故。

图1 煤层顶板的涌水现象分析

2 回采工作面破碎顶板的支护技术

在对破碎顶板进行支护操作的时候会涉及三种支护方式，分别是棚子支护、带帽点支护、密集切顶支护等。在回采工作面破碎顶板支护的时候具体选择怎样的支护方式需要相关人员在事前了解施工顶板的应用条件，特别是要综合考虑梁的基本布置方式，通过科学合理的选择支护方式来有效减少冒顶现象的发生。结合回采工作面顶板破碎的原因，在对破碎顶板实施支护操作的时候要着重注意以下几个方面的问题：

第一，在预设单体支护流程范围内需要在规定好的破碎顶板方位内进行回采。首先，在查验好的破碎顶板内部设定出挂梁，并及时进行打柱处理。其次，选定好适合尺寸的模板去插现有的顶板。最后，在采纳特有追击支护之后去修复回采面含有的破碎顶板。第二， 应用先进的超前支护方式。超前支护方式是在实际切割操作之前预先设定出在冒顶方位内的支护，目的是缩短之前的冒顶概率。之后应用在现有的顶板方位内部打出大约在50mm的特定煤孔。在打孔操作的时候预设的圆钢不能够超过2200mm的长度。通过这样的操作方式不仅能够维护好现有的支护结构，而且还能够提升回采成效。第三，在现有的回采面内部注重范围较大冒顶操作和顶板破碎的现象，沿着现阶段所拥有的煤壁来预设出新的切眼路径。通过这样的方式在较小的距离内选择适合的板梁。

3 回采工作面破碎顶板末采的安全措施

3.1 末采的回采工艺分析

第一，将工作面采高的高度要严格控制在2.2m左右，在距离停踩线5m到13m的位置上进行金属网的布置。第一道金属网在布置的时候需要适当的缩小长度，目的是方便挂网人员操作。在移动支架的时候需要借助两边的护帮托住金属网，之后增大支架的立柱，避免在移动支架的时候金属网发生位移。第二道金属网在布置的时候需要和第一道金属网实现横向对接。第三道金属网在搭建的时候也需要和第一道金属网进行对接。第四道金属网和第二道金属网进行对接。金属网一般会选择上下错层铺设的方式，错层的间隔距离为500mm。金属网在使用的时候从工作面到短边的搭接长度为100mm，长边的搭接长度为200mm。第二， 在距离停采线还有6m到7m的时候进行工作面钢丝绳的铺设，在支架顶梁最前端距离停止线3.3m的时候，停止支架的移动。第三，在回采工作面推进到规定的停止线位置上的时候，需要及时撤回工作面内部的支柱，并将停采线最后三排的支柱由木柱替代。

3.2 末采安全措施

第一，末采工作面上顺槽到距离末采位置有10m左右的时候需要进行末采操作，整个末采操作都需要严格按照施工规划进行。第二，在末采期间，回采工作面要严格按照施工规定进行作业，并在具体的施工操作中做好末采工作面的安全管理。第三，各个工种在开展施工作业之前都需要进行必要的检查，通过检查来消除一切影响施工和检验工作开展的安全隐患。第四，施工人员在进入煤帮作业之前需要将支架空顶的间隔距离收缩到最小的状态，之后立刻伸出前面的探梁，安排专门的人员闭锁采煤机，打开滚筒离合器，最后完成停电操作。第五，施工人员在距离施工作业点5m的位置上要进行规范的支架操作，并安排专门的人员看护底板的煤帮变化情况，在发现问题之后及时撤离人员处理问题。第六，在顶板压力比较大的时候，需要施工人员及时支设贴帮柱。同时，工作面在支设贴帮柱的时候需要做好支架的牢固处理。第七，末采拉近工拉架操作的时候需要提前做好降架处理，确保顶梁能够顺利离开顶网。

4 撤架的顶板支护操作

掩护支架一般会设置为两个，一个安排在出架的通道位置上，另外一個安排在支架原支护空间的下部分。支架的设定将以往的空间挑梁维护改变为支架维护，目的是在施工的过程中减少挑梁的维护工作量，通过减少钢梁的移动来增强支架设置的安全性和稳定性。在支架撤出之后，支架在顶板压力作用下会不断下沉，这个时候出架通道的两个掩护支架会向前移动，在距离放顶线2m的位置上额外添加一个锚索加固顶板，让出架通道和顶板之间相差4m垮落，从而为后续掩护支架的移动创设更多有利的条件支持。

在撤架操作支护的过程中要着重注意以下几个方面的问题：第一，为工作面的回止线设定好提前的标志，目的是为煤炭采集队的回撤提供支持。第二，在回撤之前，需要相关人员对整个巷道支架进行必要的加固维护处理，目的是确保巷道支护的质量安全。第三，在拆架操作的时候需要施工人员密切观察顶板的情况，在顶板出现跟随下沉或者倾斜现象的时候及时停止降架操作，根据需要可以适当的提升锁紧支架。第四，在顶板破碎段支架拆除之前需要施工人员体现对支护结构进行加固处理。第五，在回撤单体柱的时候如果顶板的压力较大，则是需要应用专门的拉绳拴在单体柱卸压棒上，并将栓好的撤柱绳套和绞车钢丝绳连接在一起。

5 结束语

综上所述，煤矿的开采是影响社会经济发展的一个重要项目，煤矿事故的发生为社会发展产生了不利的影响。从以往的经验上连卡，采煤工作面板事故的发生具有很强的规律性，综采工作中顶板控制操作并不是简单的完成顶板支护工作，而是需要根据顶板的岩土性质、开采需要来制定出有针对性、综合性的技术工作。在顶板支护操作中有时候需要完全控制顶板，目的是避免出现顶板垮落现象;有的时候需要提前进行大面积的垮落顶板;有的时候需要在承受部分压力的情况下完成支护施工。为了能够减少回采工作面破碎顶板毁坏对末采产生的不利影响，在煤矿开采的过程中需要相关人员应用合理的破碎顶板支护技术，不断优化回采工艺。

参考文献：

[1]郑志勇.回采工作面破碎顶板的支护技术及末采安全措施的探讨[J].河南科技，2013（11）：29.

[2]江勇.浅析回采工作面破碎顶板的支护技术与末采安全措施[J].华东科技：学术版，2014（3）：364-364.

[3]贺云财.复杂地质条件下厚煤层综采工作面末采工艺及顶板支护探讨[J].机械管理开发，2018，33（05）：114-115，150.

[4]王胜.锚杆（索）网在综采工作面末采支护中的应用[J].能源技术与管理，2019，44（01）：126-128.

[5]吴跃东.回采工作面破碎顶板的支护技术及末采安全措施的探讨[J].中小企业管理与科技，2014（18）：146-147.