综采工作面预防片帮、冒顶安全技术措施
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综采工作面预防片帮、冒顶安全技术措施
为保证综采工作面正规循环,安全生产,防止片帮、冒顶事故的发生,需对其原理加以分析并针对性的采取相关安全技术措施。
1、现场情况
6103综采工作面位于930水平,该工作面煤层沉积稳定,煤层走向35°〜40。
,煤层倾角1° 30'£°,总体倾角由东南向西北逐渐变低,煤层厚度变化在10〜14.4m 之间,平均厚度12m 。
目前该工作面走向长度1280m ,倾
斜长1460m 。
6号煤层位于太原组顶部,含夹矸0〜8层,夹矸最大厚度0.70m,岩性为泥岩。
结构简单〜复杂。
利用厚度2.10〜12.41m,平均8.00m。
上距5 号煤层
21.51〜36.35m,平均29.53m。
顶板岩性以砂质泥岩为主,底板岩性以泥岩为主。
顶煤强度中等(f=1 〜2.5)
2、片帮、冒顶基理及原因工作面煤壁片帮主要是因为在工作面前方支承压力作用下,煤壁发生垂直和水平变形而脱落的现象。
支承压力的大小与煤壁的支撑能力、煤体内聚力和内摩擦角等有关,也就是与煤体本身的强度有关,煤质愈硬,强度愈高支承压力的峰值愈高,峰值距煤壁的距离愈近,其相应的分布范围愈小;煤质愈软,强度愈低支承压力的峰值愈低,峰值距煤壁的距离愈远,其相应的分布范围愈大,这就是硬煤工作面的片帮深度小,片帮率低,而软煤片帮严重,片帮深度大的原因。
而工作面发生冒顶事故按力学原因可分为压垮型、漏冒型与推垮型三大类。
压垮性冒顶是由于垂直于层面的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶;漏冒型冒顶是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力的作用冒落而导致的冒顶;推垮型冒顶则是由平行层面方向的顶板力堆到采场支架而导致的冒顶。
在一次冒顶事故中压、漏、
推这三种情况可能综合出现,需抓住主要方面进行处理。
针对于6103 综采工作
面主要以发生漏冒型冒顶为主。
这主要是由于6#煤层的中层有局部煤节、层理较明显发育,直接顶(煤层)异常破碎,采场支护系统中如果某个地点支护不及时或支护失效发生
局部漏冒,则紧邻局部冒顶地点支架上方的碎顶在自然安息角以上部分会在重力作用下冒落,从而使该支架顶部悬空失稳,又使该支架控制的其余碎顶也冒落。
这种现象会沿工作面往上逐个支架发生,造成大面积冒顶事故发生。
3、片帮、冒顶征兆发生片帮、冒顶事故前,工作面顶板剧烈下沉,由于基本顶的周期性破断失稳运动,迫使直接顶压缩支架而迅速下沉,如6103 工作面周期来压前顶板下沉速度为0-1mm/h;支架载荷突增,由于基本顶断裂,同时发生岩块回转失稳,支架载荷普遍加大,如6103工作面周期来压前平均支架载荷5600KN/架;瓦斯涌出量出现增大的现象。
片帮、冒顶事故的影响因素工作面片帮、冒顶与采煤工序、工作面推进速度、煤体的硬度、周期来压、采高等因素均有一定的关系。
4 、安全技术措施
1 、加强设备检修工作,确保工作面推进进度,不可因失修造成设备故障频繁而降低推进度。
2、合理地布置工作面的采煤工序,与有情况时采用追机支护的移架方式。
这是
由于落煤对顶板下沉的影响实质上是由于控顶距加大,支承压力叠加和
前移,使直接顶迅速下沉的作用。
放顶或移架对顶板下沉的影响实质上是由于支撑系统的卸载,直接顶失去平衡,在垮落瞬间对控顶区顶板产生的力矩作用。
因此应结合顶板情况控制放煤步距避开落煤和放顶在同一地点同时进行,减缓顶板活动程度,是改善顶板稳定状况的重要措施。
为减少机道空顶面积和时间,移架紧跟采煤机落煤也是改善顶板状况的一个重要手段。
3、提高工作面的推进速度,对改善顶板管理是有利的;
4、用水涨锚杆或木锚杆加固煤壁,提高煤体硬度;
5、提高液压支架的初撑力,并带压移架,以求改善近煤壁处围岩的应力状态,减小端面顶板的下沉量及减轻煤壁片帮程度。
具体的措施是提高支架的初撑力,特别是支架前梁的初撑力,并要求端面冒高不超过300mm ,端面距不超过340mm ,当采高大于2.8~3.0m 时,支架应带护帮装置,以免煤壁片帮扩大无支护空间,如果碎顶范围较大,则应对破碎直接顶注入树脂类粘结剂使其固化,以防止冒顶。
6、严格控制采高,尽量做到不留顶底煤,使支架直接支撑于顶板。
实践证明,当工作面留有顶煤时,往往会由于顶煤的松动和冒落,使支架空顶,从而因支架顶部约束减小而引起支架失稳倾倒,因此,当顶板出现冒顶时,应及时在支架顶部用木料接顶,背严查实,以有效地控制顶板。
7、认真总结工作面的压力传感的各类数据,总结出工作面的来压的规律。
随时掌握支架的初撑力。