綜采工作面預(yù)防片幫、冒頂安全技術(shù)措施

   為保證綜采工作面正規(guī)循環(huán)，安全生產(chǎn)，防止片幫、冒頂事故的發(fā)生，需對其原理加以分析并針對性的采取相關(guān)安全技術(shù)措施?！　?br />     現(xiàn)場情況　　
    3372西下綜采工作面位于13水平東翼3石門7煤層，東至3370上山，西至3372老塘，上至3372西中巷，下至3372運輸巷。該工作面煤層沉積穩(wěn)定，煤層走向110°～130°，煤層傾角30°～39°，平均35°，總體傾角由西向東逐漸變大，煤層厚度變化在2.6～　3.4m　之間，平均厚度　3m　。目前該工作面殘余走向長度　114.8m　，傾斜長　98m　。7煤層之上老頂為灰色中砂巖，厚　7.8米　，抗壓強度為100.8Mpa，抗拉強度為5.77Mpa，其結(jié)構(gòu)硅質(zhì)膠結(jié)，主要成分為石英，含礦化木，云母片明顯；直接頂為深灰色粉砂巖，厚　2米　，抗壓強度為53.2Mpa，抗拉強度為3.31Mpa，其結(jié)構(gòu)泥質(zhì)膠結(jié)，層節(jié)理發(fā)育，灰色條痕，含植物葉化石，含云母亮星。煤層的普氏硬度系數(shù)f=1.2。　　
    片幫、冒頂基理及原因　　
    工作面煤壁片幫主要是因為在工作面前方支承壓力作用下，煤壁發(fā)生垂直和水平變形而脫落的現(xiàn)象。支承壓力的大小與煤壁的支撐能力、煤體內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等有關(guān)，也就是與煤體本身的強度有關(guān)，煤質(zhì)愈硬，強度愈高支承壓力的峰值愈高，峰值距煤壁的距離愈近，其相應(yīng)的分布范圍愈小；煤質(zhì)愈軟，強度愈低支承壓力的峰值愈低，峰值距煤壁的距離愈遠(yuǎn)，其相應(yīng)的分布范圍愈大，這就是硬煤工作面的片幫深度小，片幫率低，而軟煤片幫嚴(yán)重，片幫深度大的原因。而工作面發(fā)生冒頂事故按力學(xué)原因可分為壓垮型、漏冒型與推垮型三大類。壓垮性冒頂是由于垂直于層面的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致的冒頂；漏冒型冒頂是因已破碎頂板沒有得到有效防護(hù)受重力的作用冒落而導(dǎo)致的冒頂；推垮型冒頂則是由平行層面方向的頂板力堆到采場支架而導(dǎo)致的冒頂。在一次冒頂事故中壓、漏、推這三種情況可能綜合出現(xiàn)，需抓住主要方面進(jìn)行處理。針對于3372綜采工作面主要以發(fā)生漏冒型冒頂為主。這主要是由于7煤層傾角較大，直接頂又異常破碎（由于原生、構(gòu)造以及采動等原因，在一些煤層的直接頂中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形狀的游離巖塊），采場支護(hù)系統(tǒng)中如果某個地點支護(hù)不及時或支護(hù)失效發(fā)生局部漏冒，則緊鄰局部冒頂?shù)攸c支架上方的碎頂在自然安息角以上部分會在重力作用下冒落，從而使該支架失穩(wěn)傾倒，又使該支架控制的其余碎頂也冒落。這種現(xiàn)象會沿工作面往上逐個支架發(fā)生，造成大面積冒頂事故發(fā)生?！　?br />     片幫、冒頂征兆　　
    發(fā)生片幫、冒頂事故前，工作面頂板劇烈下沉，由于基本頂?shù)闹芷谛云茢嗍Х€(wěn)運動，迫使直接頂壓縮支架而迅速下沉，如3372工作面周期來壓前頂板下沉速度為0-1mm/h；支架載荷突增，由于基本頂斷裂，同時發(fā)生巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)，支架載荷普遍加大，如3372工作面周期來壓前平均支架載荷3948KN/架；瓦斯涌出量出現(xiàn)增大的現(xiàn)象?！　?br />     片幫、冒頂事故的影響因素　　
    工作面片幫、冒頂與采煤工序、工作面推進(jìn)速度、煤體的硬度、周期來壓、采高等因素均有一定的關(guān)系。　　
    安全技術(shù)措施　　
    1、工作面?zhèn)涡辈贾?，適當(dāng)?shù)恼莆昭鲂苯嵌?。由?煤層的傾角在35°左右，工作面傾斜長98m　，為防止輸送機下滑，需仰斜一定的角度加以布置，根據(jù)生產(chǎn)中對這一參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)整，取仰斜角為10~12°，即回風(fēng)巷滯后運輸巷8-10m　，在這種情況下煤壁片幫及冒頂事故均得到較好控制?！　?br />     2、合理地布置工作面的采煤工序，采用及時支護(hù)的移架方式。這是由于落煤對頂板下沉的影響實質(zhì)上是由于控頂距加大，支承壓力疊加和前移，使直接頂迅速下沉的作用。放頂或移架對頂板下沉的影響實質(zhì)上是由于支撐系統(tǒng)的卸載，直接頂失去平衡，在垮落瞬間對控頂區(qū)頂板產(chǎn)生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放頂在同一地點同時進(jìn)行，減緩頂板活動程度，是改善頂板穩(wěn)定狀況的重要措施，一般錯距不少于10-15m　。為減少機道空頂面積和時間，移架緊跟采煤機落煤也是改善頂板狀況的一個重要手段。　　
    3、提高工作面的推進(jìn)速度，對改善頂板管理是有利的；　　
    4、用水漲錨桿或木錨桿加固煤壁，提高煤體硬度；　　
    5、提高液壓支架的初撐力，并帶壓移架，以求改善近煤壁處圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，減小端面頂板的下沉量及減輕煤壁片幫程度。具體的措施是提高支架的初撐力，特別是支架前梁的初撐力，并要求端面冒高不超過300mm　，端面距不超過340mm　，當(dāng)采高大于2.5~3.0m　時，支架應(yīng)帶護(hù)幫裝置，以免煤壁片幫擴大無支護(hù)空間，如果碎頂范圍較大，則應(yīng)對破碎直接頂注入樹脂類粘結(jié)劑使其固化，以防止冒頂?！?br />     6、嚴(yán)格控制采高，盡量做到不留頂?shù)酌?，使支架直接支撐于頂板。實踐證明，當(dāng)工作面留有頂煤時，往往會由于頂煤的松動和冒落，使支架空頂，從而因支架頂部約束減小而引起支架失穩(wěn)傾倒，因此，當(dāng)頂板出現(xiàn)冒頂時，應(yīng)及時在支架頂部用木料接頂，背嚴(yán)查實，以有效地控制頂板?！【C采工作面預(yù)防片幫、冒頂安全技術(shù)措施