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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 采煤工作面初次放顶的技术治理探究-工程论文采煤工作面初次放顶的技术治理探究陈麒麟 CHEN Qi-lin （华亭煤业集团新柏煤矿,平凉 744201 ）（ Xinbai Coal Mine of Huating Coal Group , Pingliang 744201 ,China ）摘要：在采煤工作中,对于工作人员人身安全的保证是特别关键的一项工作,对此,就需要采煤企业能够做好采煤相关工作的技术治理；在本文中,将就采煤工作面初次放顶的技术治理进行肯定的讨论与分析； Abstract： In coal mining, the protecti
2、on of staff personal safety is an key work. So, mining companies should do a good job of the technical management of related coal work. This paper researches and analyzes the technical management of initial caving on coal working face. 关键词：采煤工作面；初次放顶；技术治理caving； technical Key words：coal working face
3、 ； initial management 中图分类号： TD327.2文献标识码： A 文章编号： 1006-4311 （2022 ）25-0153-03 作者简介：陈麒麟（ 1970- ）,男,甘肃平凉人,副总工程师兼生产技术科科长,采煤工程师； 0 引言名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在采煤工作面初次放顶作业中,依据技术规范加强顶板治理,是防止顶板冒 落的有效措施；在实际生产作业中,由于未精确采集顶板高度、顶板类型、老 顶断裂等现场参数,导致放顶参数与实际情形不符,在操作过程中极易显现顶 板冒落等安全事故,
4、使得初次放顶的回采率达不到 80% ；为此,本文将基于初次放顶需求,合理设计放顶距离、放顶高度等放顶参 数,继而通过规范有效的技术措施来提高煤炭回采率和井下作业时的安全系 数,以期同时满意经济效益和安全效益两方面的需求； 1 初次放顶需求分析 依据顶板类型不同,一般来讲,可以将初次放顶划分为两类：一是在开采一 定距离之后,冒落高度能够达到要求、且能够自行冒落的情形；二是在开采到 肯定距离之后,顶板无冒落现象,或冒落高度达不到要求需要以人工方式进行 放顶的情形；直接顶充分跨落：对于该种类型的顶板来说,一般都是属于复合顶板以及稳 定顶板类型,如 13# 以及 15# 层等；对于该种情形来说,其所具
5、有的整体性相 对较差,在实际开采中顶板不仅能够以自行的方式进行跨落,且跨落的也特别 充分,并不需要以人工的方式对其进行挑顶,但对于该种情形来说,在实际施 工中需要特殊留意不会显现垮露顶事故；在老顶显现断裂、下沉情形之前,其下部为伪顶以及直接顶,特殊是在上 述煤层上方所具有的劣质煤也特别简单显现破裂、冒落以及离层等情形；在该种情形下,顶板的跨度一般都会小于10m ,而为了防止在施工中显现推垮型冒顶事故,在详细工作开展的过程中就可以保证技术治理工作能够达到以下效 果：第一,支架从排梁工作开头其所具有的初撑力就应当能够满意要求,且泵名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选
6、学习资料 - - - - - - - - - 站压力应当掌握在15MPa以上,以此保证支柱初撑力能够达到7kN ；其次,为了防止切眼、上下巷以及初次放顶阶段工作过程中显现顶板冒落的情形,在对巷道进行掘进到初次放顶挂之前都需要对其做好支护等措施；最终,采面在初次放顶前,需要前上机组,尽力防止放炮开帮后顶板被扰动的问题；当工作面老顶以及直接顶下沉时,顶板跨度一般超过10m ,并且随着下沉量以及板压力的增加而出现更显著的特点；在该阶段中,假如没有对其进行良 好的处理,就特别简单造成冒顶事故的显现；对此,在实际施工中,从第五个循环开头就可以顺着工作面发生倾斜的方向每隔15m对一条测线进行布置,并对第一
7、排同最终一排支柱所具有的工作阻力以及初撑力进行测量； 2 初次放顶技术流程 2.1 初次放顶参数设计 有的单层顶板或多层顶板,前两层的结构致命性较强,分层厚度较大,需要 通过人工强制挑顶,并且必需提前确定挑顶时间、对放顶高度、放顶步距以及 方式等； 2.1.1 初次放顶距离 有的顶板材质较硬,开采后顶板没有全部冒落,在上方形成悬顶,假如没有 对其进行合理的处理,就会对详细施工带来较大的安全隐患；面对此种情形,就需要以人工初次放顶的方式对其进行处理；依据肯定矿压观测以及开采体会 我们可以明白到,在开采自切眼推动之后,会在顶板处形成一个简支梁,该梁 载荷分布匀称,其支点主要在切眼煤壁以及采面煤壁上
8、,如是由于跨度大使梁 所具有的正应力达到了破坏值,就会使顶板由于受到破坏而跨落,而这我们也 称之为顶板的初次来压；同时,假如上层顶板下沉量小于下层顶板的下沉量,名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 就可以认为两者之间不会产生影响,而假如情形相反,那么就说明上层顶板所 具有的重量会作用到下层顶板；在这种情形下,就需要在开展正常挑顶工作的 同时在推动肯定距离之后再强化人工挑顶力度,进行强制放顶； 2.1.2 放顶高度 人工强制放顶是通过爆破的方式强制切断顶板,使之充分冒落形成垫层,然 后逐步减弱冒落情形下产生的冲击荷载以及
9、顶板压力；一般来讲,采空区中矸 石充填程度达到采空和放顶高度之和的二分之三,就可以达到预期成效；在实 际施工中,主要通过以下公式来确定放顶高度： H=2m/（3kp-2 ）在上式中, H 代表放顶高度, M 代表采高, kp 代表直接顶冒落岩石初始碎 胀系数；通过相关数据的带入运算,即能够获得合理的打眼深度； 2.2 初次来压前矿压观测 2.2.1 顶板断裂前煤壁前方支承压力显现 当采面从切眼开头逐步向前推动时,当顶板悬漏面积达到肯定跨度,就会出 现挠曲以及下沉等现象,并因此使作用在煤壁前方的支撑压力得到了逐步的提名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 -
10、 - - - - - - - - 升,且上下巷距离煤壁不同点的顶板下沉速度也会逐步加快；煤壁前方的顶板一般是最先断裂,使得支撑压力快速向煤壁一侧收缩,上下平巷的顶板速度也随之上升,而随着顶板来压的显现,上下巷内两帮测压就会逐步增大,片帮加剧,断面缩小； 2.2.2 顶板断裂前采面内矿压显现回采工作面内从上道下帮开头,依据15m 的间距设置一条测线,以实时观测初排、末排的矿压变化情形；一般情形下,初排下沉速度及支承压力小于末 排；如顶板断裂,支承压力高峰向煤壁收缩,使得初排快速下沉,预示顶板即 将来压；而后当末排的顶板下沉速度又大于初排时,说明已经显现了顶板来压 现象；与此同时,采面煤壁压酥,打
11、炮眼极易片帮,支柱阻力增大,支柱钻 底,顶板开裂,裂纹方向与煤壁平行,导致夹沟或台阶下沉,且伴有巷道淋水 现象； 2.2.3 顶板断裂前采空区悬顶状况 在对顶板煤层进行开采时,冒落顶板岩往往具有着不同的体积以及外形,而 在老顶显现断裂情形之前,在支撑压力作用的影响下就会使岩石具有较为规章 的特点；而在对老顶岩梁活动规律进行把握的基础上,就可以通过对矿压数据 进行观测的基础上对不同岩梁的活动情形进行分析,并在找到老顶梁断裂位置 的基础上对矿压显现特点以及规律进行评判,进而更好地实现放顶结果的精确 猜测； 2.3 初次放顶顶板掌握 2.3.1 直接顶掌握 在初次放顶活动过程中,在面对直接顶时,需要
12、以“ 限定变形” 的准就进行名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 实施,即保证老顶同直接顶之间不会显现范畴较大的离层,并保证在控顶区中 对直接顶的完整性做好保证,防止其显现台阶下沉的情形；之所以实行这种操 作形式,第一是防止直接顶在发生破裂情形时由于回柱以及漏冒顶板显现伤人 情形；其次就是防止老顶在来压情形时由于对直接顶产生一种冲击作用而使其 显现切顶跨面的情形；对此,就需要从切眼推动环节就开头严格监测初排支柱 初撑力,每次放顶回柱前必需对支柱给压,以提高支柱的支撑才能；而为了保 障该项工作的成效,就需要在对支柱支设质
13、量以及修理质量进行保证的基础上保证泵压压力始终处于15MPa以上、每班对初排支柱进行二次注液；支柱的支撑才能只有符合设计要求,才可以在“ 限定状态” 下工作,使直接顶的状态 由支架限力限定,把顶板下沉掌握在支柱缩量和顶板答应弯曲值以内,不发生 顶板破裂冒顶事故； 2.3.2 老顶掌握 初次放顶时,直接顶初次垮落到老顶初次垮落阶段,不仅需要对直接顶做好 治理工作,也需要严格监控老顶冒落情形,确保老顶能随着采面推动；在放顶 过程中,当老顶跨度达到极限而显现下沉以及挠曲的现象,直接顶就会随之下 沉；依据这种特点,在对矿井特点以及矿压规律进行把握的基础上,就需要对 老顶来压情形做好预报以及猜测工作；即
14、在保证基本柱齐全、且确保其所具有 的支撑才能能够满意要求的基础上,使好戗柱和采纳软帮密集柱等特殊支护来 提高支护强度,使支架在老顶“ 给定变形” 的状况下能够更好的对自身作用进 行发挥,防止显现大范畴的工作面推垮事故,以此对老顶初次来压阶段进行安 全的渡过；此外,当老顶断裂垮落后,作用于煤壁前方的支承压力高峰向深部 转移,采面和上、下两道矿压显现减弱,采面进入正常治理阶段,初次放顶宣名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 告终止；但是在该种情形下,依旧需要对直接顶做好治理与掌握,防止其局部 显现冒顶事故； 2.4 切眼技
15、术治理 所谓切眼,就是在煤层中对巷道进行开掘；在对切眼进行之后,就可能对煤 岩原有的应力平稳状态进行破坏,岩体强度也可能随之显现降低的情形,且围 岩也会在向着巷道空间移动的情形下逐步形成一种围岩破裂带,就称之为围岩 松动圈；对于该切眼松动圈来说,其在工作过程中往往会受到许多次来自支撑 压力的影响,对此,在实际支护规格、材料强度以及支护设计方面,都需要将 其标准制定的比一般煤巷要高,这对于顶板后期治理工作的开展具有着特别重 要的意义； 3 12301 采煤工作面初次放顶技术措施 3.1 情形介绍 12301 工作面采纳“ 三、四排” 治理顶板,即最大控顶距 4.2m ,最小控顶距 3.2m ；从
16、切眼边线开头,工作面推动8m ,直接顶冒落高度达不到采高的1.5 倍,倾斜长度超过工作面长度的三分之一时,必需进行强制放顶；推动15m 直接顶冒落高度达不到采高的 1.5 倍,倾斜长度超过 15m 时,必需停止采煤进行强制放顶；工作面初放及正常推动过程中,悬顶超过 2 5m2 时必需实行加强支护措施,在切顶排内侧正规柱梁空档内每8m 加一组丛柱,每组丛名师归纳总结 柱 4 棵单体配 2 根 型钢（ 1.2m ）；悬顶距离悬顶距大于5m ,倾斜长度超过第 7 页,共 11 页15m时必需进行强制放顶；悬顶距大于8m ,倾斜长度达到15m时必需停止采煤,进行强制放顶；强制放顶时,打眼前肯定要检查瓦
17、斯确认瓦斯不超1.0%时方可打眼,初茬强制放顶眼布置在人行道内老塘一侧一排支柱以里0.1m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 处,沿工作面倾斜方向在悬顶范畴按1.2m 间距打眼,工作面对前推动2 个循环后再在人行道内按上述要求打其次茬放顶眼；随着工作面对前推采,回柱,每茬的放顶眼必需在人行道老塘侧支柱成为切顶排支柱回收前全部打完,回柱 后把放顶眼全部装药放炮完毕,放顶后再出煤； 3.2 技术措施 3.2.1 技术措施 打放顶眼时,使用风钻湿式打眼；人员在完好支架的爱护下操作,严禁进 入空顶区内,炮眼应选在顶板完整,无裂缝处；打眼时,发觉顶板裂缝,掉 毛,
18、顶板下沉明显增大时,应停止打眼,并请示队长确定换位或撤出；打眼可以与回柱平行作业,并严格执行回柱点以上 规定；5m ,以下 8m 范畴内严禁有人的放顶眼深 3m ,沿走向同顶板成75 度角,每孔装药量4-5 节,剩余部分用炮泥,水炮泥填实；正向装药,大串联拉炮,一次装药,一次拉炮,严禁一次装药,分次拉炮,躲炮半径大于100m ,躲炮时间大于30min ,严格执行“ 三人连锁” “ 一炮三检” 及安监员准许放炮签字制度,放炮前后洒、水灭 尘；放炮后由瓦检员、班组长、安监员、放顶小组成员现场观看工作面及顶板 情形,确认无危急后,其他人员才能进入工作面,第一敲帮问顶,补齐被炮打 倒、打歪的支柱,爱护
19、好顶板后,才准连续放炮；放顶眼每次定拉10 炮,定炮连线时,专人观看顶板,发觉拒爆眼时,按煤矿安全规程第 341 至 342 条规定,当班准时处理,不能交给下班；初次放顶工作必需经矿顶板治理领导小组验收合格后,方准停止； 3.2.2 操作流程名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出煤一茬支柱完毕,在人行道内老塘一侧一排支柱以里0.1m处打放顶眼；切顶排回柱,连续打放顶眼；出煤其次茬,连续打放顶眼；出煤第三茬,切顶排回柱前打完放顶眼；出完第三茬煤回柱后,把放顶眼,装药,连线,放炮；再出煤一茬,支柱后再在人行道内按上述要求
20、打放顶眼,依次类推,直到 采空区顶板全部垮落合格为止； 3.3 放顶成效通过严格掌握放顶技术措施,使12301工作面支架处的余煤得以有效回收,将煤矿回采率提高到了80% 以上；并且初次放顶有效规避了老顶断裂、下沉等冒顶事故,保证了井下作业人员的生命安全,可以说同时满意了经济效益 和作业安全两方面需求,建议将本文所述放顶措施逐步推广应用到更多回采工 作面中； 4 结论 在采煤工作开展的过程中,工作面初次放顶是特别重要的一项工作,对于采 煤效率、质量以及安全性都具有特别重要的影响；上文对采煤工作面初次放顶 的技术治理方式进行了肯定的分析与探究,具有肯定的实际应用价值与意义；参考文献：1 赵永明 .
21、煤矿采煤工作面初次放顶技术探讨J.内蒙古煤炭经济,2022（05）： 55-57. 2 周建忠 .浅谈综放面初次放顶的技术治理J.中小企业治理与科技（上旬名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 刊）, 2022 （03）： 120-122. 3 黄晓虎 .初次放顶技术在煤矿采煤工作中的应用J.科技资讯,2022（25）： 33-36. 4 张建 .浅谈在煤矿采煤工作面初次放顶技术治理（02）： 77-78. 5 唐磊.煤矿采煤工作面初次放顶技术治理问题探讨（08）： 54-58. J.科技致富向导, 2022J.科技致富向导, 20226 范双斌 .浅析综采工作面初次放顶技术治理 J.科技资讯, 2022 （30 ）：111-114. 7 赵滋民 .坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨 12-14. J.科技资讯, 2022 （27 ）：8 黄梦年 .初次放顶技术在煤矿采煤工作中的应用 J.现代物业（上旬刊）,2022 （07）： 99-101. 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页