關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化采煤；漏矸；防止 
前言
近幾年來,某煤炭公司原煤產(chǎn)量大幅度增加。其中80%以上的煤量來自綜合機(jī)械化長(zhǎng)壁采煤工作面,因此長(zhǎng)壁采煤工作面的煤質(zhì)直接影響到全公司的煤質(zhì)?；曳葑鳛槊嘿|(zhì)控制的主要指標(biāo)之一,其構(gòu)成除煤層賦存內(nèi)在灰份以外,還包括外在灰份。根據(jù)該公司各礦井現(xiàn)有生產(chǎn)和管理技術(shù)水平,長(zhǎng)壁采煤工作面采煤機(jī)割頂和割底已經(jīng)杜絕,外在灰份主要來自工作面漏矸。因此,在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理中,加強(qiáng)長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤工作面頂板漏矸的預(yù)防與控制,對(duì)于促進(jìn)原煤生產(chǎn)提高煤質(zhì)有著重要的意義。
一、 頂板漏矸原因分析
1、采動(dòng)影響
煤體在沒有受到采動(dòng)破壞之前,處于三向應(yīng)力狀態(tài),受力大小相等,方向相反,所以煤體及上下巖體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。隨著長(zhǎng)壁工作面的回采推進(jìn),煤體的整體性被采煤機(jī)破壞,該條帶煤層頂板處于懸空狀態(tài),上下相應(yīng)力失去平衡,根據(jù)不同的頂板巖性和煤層賦存條件,將造成不同程度的煤層頂板位移及破壞。液壓支架的前移可以平衡一部分應(yīng)力,但是液壓支架梁端距范圍內(nèi)的區(qū)域和采煤機(jī)滾筒后方10-15m區(qū)域,處于空頂狀態(tài),應(yīng)力仍無法平衡,當(dāng)上方應(yīng)力大于直接頂承受能力,造成直接頂破壞解體,就將形成工作面的一次漏矸。長(zhǎng)壁回采工作面前一刀煤完成回采后,由于液壓支架梁端距范圍內(nèi)的空頂區(qū)域和采煤機(jī)滾筒后方10-15m空頂區(qū)域的存在,在一定條件下,受到液壓支架支撐切頂破壞,在液壓支架再次降架前移時(shí),就將造成液壓支架頂梁前或側(cè)面的二次漏矸。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過程中,一次漏矸與二次漏矸并沒有明顯的區(qū)分界限。因此,綜采工作面頂板漏矸在很大程度上是由一次漏矸與二次漏矸的共同作用引起。
2、支護(hù)質(zhì)量
據(jù)支架狀態(tài)監(jiān)測(cè),工作面支架的初撐力普遍偏低,僅達(dá)到額定初撐力的58%-65%,強(qiáng)支架弱支護(hù)的現(xiàn)象十分突出。這對(duì)控制受拉應(yīng)力作用,且層理十分發(fā)育、易離層冒落的采場(chǎng)頂板非常不利。
3、缺少應(yīng)急防冒手段
漏頂發(fā)生后,只被動(dòng)清理冒落下巖石,未實(shí)施主動(dòng)、有效防冒手段進(jìn)行阻止,致工作面冒頂范圍、高度日趨擴(kuò)大。
二、 防止措施
根據(jù)上述分析,造成長(zhǎng)壁綜采工作面漏矸的直接原因是液壓支架梁端距范圍內(nèi)的空頂區(qū)域和采煤機(jī)滾筒后方10-15m空頂區(qū)域的存在。在現(xiàn)有的長(zhǎng)壁綜采裝備和回采工藝條件下,這一空頂區(qū)域的存在是必然的,只能通過控制空頂區(qū)域的范圍和盡量保證煤層直接頂板的完整性以提高其承載能力,來實(shí)現(xiàn)綜采工作面頂板漏矸的預(yù)防與控制。
1、保證頂?shù)装迤秸?br />回采工作面頂?shù)装迤秸c否,直接影響到工作面液壓支架頂梁和底座與頂?shù)装宓慕佑|狀況,關(guān)系到液壓支架能否合理有效對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù),緩阻頂板臺(tái)階下沉。此外,該礦區(qū)目前長(zhǎng)壁回采工作面采高(4.8m左右)大于兩巷高度(3.7m左右),存在高差過渡問題。如果過渡段過急或起伏較大,也會(huì)影響該范圍內(nèi)的支架支護(hù)效果。正常情況下,過渡段保持在12-18m之間,均衡降低采高,基本可以滿足液壓支架頂梁與頂板之間的平緩過渡。
2、調(diào)整工作面壓力周期
該礦區(qū)煤層賦存條件屬于典型的淺埋煤層,工作面礦壓顯現(xiàn)的突出特點(diǎn)是頂板基巖沿全厚切落,基巖破斷角較大,采動(dòng)影響直接波及到地表。來壓期間有明顯的頂板臺(tái)階下沉和動(dòng)載現(xiàn)象,壓力顯現(xiàn)劇烈。在這種情況下,回采工作面煤壁片幫嚴(yán)重,不僅加劇了梁端距區(qū)域的空頂范圍,而且頂板的整體性受到破壞,極有可能發(fā)生冒落。另外在發(fā)生周期來壓煤壁前方3-5m區(qū)域內(nèi),由于頂板受到拉伸破壞作用,基巖不同程度出現(xiàn)裂隙,也有冒落危險(xiǎn)。生產(chǎn)實(shí)踐中證明,加快工作面推進(jìn)速度,周期來壓步距增大,減緩了頂板載荷傳遞,降低了基本頂臺(tái)階下沉的塊度,從而提高了巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和自承能力。同時(shí)采取降低工作面采高加大采空區(qū)充填度,以緩阻基本頂臺(tái)階下沉速度,對(duì)于控制工作面煤壁片幫和預(yù)防漏矸也是非常有益的。
3、及時(shí)拉架和超前拉架
在正?；夭蛇^程中,采煤機(jī)截深為865mm,正?；夭筛叨认碌牧憾司酁?00mm,即支架前端最大空頂寬度為1365mm。在周期來壓或者受到地質(zhì)構(gòu)造影響的情況下,如果采取正常作業(yè)形式拉架,極有可能造成這一區(qū)域的漏矸。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)中,采煤機(jī)的正常割煤速度在8-9m/min,而支架移架速度小于8m,為滿足及時(shí)拉架需要,采取多人拉架或者由采煤機(jī)后滾筒司機(jī)做兼職拉加工,協(xié)助拉架,實(shí)現(xiàn)支架緊跟采煤機(jī)前滾筒及時(shí)前移。如果在這種情況下仍不能夠滿足控制要求,在推完刮板機(jī)以后,由另外1名支架工對(duì)支架進(jìn)行二次前移,封閉梁端距。在實(shí)際操作中,可以靈活掌握,對(duì)有漏矸傾向的區(qū)域,可以采取二次甚至三次超前拉架,拉架過程中可以采用帶壓或者擦頂拉架,及時(shí)封閉空頂區(qū)域,其他區(qū)域仍可正常作業(yè)。
4、控制工作面采高
液壓支架前梁在不同采高下的運(yùn)行軌跡形狀很像一個(gè)拉得很長(zhǎng)的“s”形,即為“雙扭線”。這一特性,說明液壓支架在不同采高范圍內(nèi)的梁端距變化是較大的,但是在一定高度區(qū)間內(nèi)梁端距變化相對(duì)較小。JOY-2.4/5.0型液壓支架在不同采高下的實(shí)測(cè)梁端距如表1。

由表1看出,該型號(hào)液壓支架在3.8-4.2m的采高范圍內(nèi),梁端距的變化范圍僅為6mm。因此,工作面采高控制在這一區(qū)域,可以保證支架合理的梁端距,控制采煤機(jī)后方頂板的空頂面積。
5、加強(qiáng)系統(tǒng)檢修與支架調(diào)整
根據(jù)淺埋煤層頂板結(jié)構(gòu)及巖層控制研究結(jié)果表明,液壓支架的初撐力和工作阻力對(duì)于基本頂巖層回轉(zhuǎn)和失穩(wěn)具有關(guān)鍵控制作用。因此,在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中不僅要保證支架的初撐力,而且要加強(qiáng)對(duì)支架各系統(tǒng)的維護(hù)和保養(yǎng),以確保穩(wěn)定的工作阻力。另外液壓支架的架型結(jié)構(gòu)對(duì)于其支護(hù)效果也有一定的影響,所以必須對(duì)傾倒及頂梁接頂狀況不好的支架進(jìn)行調(diào)整,以保證最佳支護(hù)效果。
三、 結(jié)語
由于綜采工作面走向跨距較大及煤層賦存原因,漏矸漏頂事故頻繁發(fā)生,給礦井安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。因此,現(xiàn)場(chǎng)管理中,加強(qiáng)綜采工作面頂板漏矸漏頂?shù)念A(yù)防與控制,對(duì)綜采工作面安全高效生產(chǎn)具有十分重要意義。
綜采長(zhǎng)壁工作面頂板漏矸的預(yù)防控制,實(shí)質(zhì)上就是工作面頂板管理與控制。其最終結(jié)果不僅將有益于煤質(zhì)的提高,還將直接加強(qiáng)工作面頂板管理,為工作面安全、高產(chǎn)提供有力保證。
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