綜采工作面一次采全高煤壁片機理分析與預防

1、1綜采工作面一次采全高片幫機理分析與預防界溝煤礦趙福運[摘要]針對綜采工作面片幫特點、危害、原因進行深入分析，提出了增大并保持綜采液壓支架的初撐力和工作阻力，控制采高，保持煤壁平直，錨幫固頂，煤幫掛擋矸簾和加強頂板礦壓觀測、做好地質預報等防范措施，防止了綜采工作面一次采全高煤壁片幫傷人，促進了安全生產(chǎn)。[關鍵詞]綜采面；一次采全高；片幫；機理分析；預防措施1概述界溝煤礦東翼72煤層的首采工作面，8月初開始試生產(chǎn)，在生產(chǎn)期間工作面片幫、冒

2、頂現(xiàn)象比較嚴重，為尋求工作面安全回采，現(xiàn)對7222工作面片幫、冒頂現(xiàn)象進行機理分析，探討防片幫、冒頂預防措施。2工作面概況2.1位置及概況位置及概況7222工作面位于東翼采區(qū)72煤層第一個工作面，上部位于7221工作面塊段，下部為7223工作面塊段。7222工作面情況：機巷走向長1210米，風巷走向長度1130米，傾斜長180米，傾角：4至23，煤厚平均4.79m，可采儲量為121萬噸。塊段上下均為72煤體。2.2煤層情況煤層情況72煤

3、層：位于下石盒子組下部，下距82煤15米左右，為井田主要可采煤層之一，發(fā)育穩(wěn)定，結構簡單。煤層頂板多為砂巖，底板一般為泥巖，屬較穩(wěn)定煤層，上距71煤層平均約7m，在本區(qū)多與71煤層發(fā)生合并，并有一層夾矸。2.3頂、底板情況頂、底板情況老頂：中粒砂巖，淺灰～灰白色，中厚層狀，平均厚度6m，致密堅硬，裂隙較發(fā)育，含水，上部為斜層理，下部為緩波狀層理。直接頂：泥巖，灰黑色，平均厚度3.0m，局部含粉砂質。性軟，含植物化石碎片，粉砂巖性脆。由于

4、壓力大，裂隙發(fā)育，直接頂板易掉。直接底：泥巖，深灰色，塊狀，性軟，局部含有0.2～0.5m厚度不等的煤層。老底：細～中粒砂巖，灰白色，中厚層狀，成分以石英為主，性硬，部分為泥質條帶與淺灰粉砂3壁，隨著工作面的推進，煤壁的支承壓力越來越大，老頂跨度達12~15米時，煤壁支承壓力達到最大值，片幫最為嚴重。（3）采深大及煤厚、采高大時，煤壁支承壓力增大。對煤壁體而言，煤壁下方煤體比上方煤體垂直應力大，隨著煤壁高度的增大、采場深度的增加，下部煤

5、體應力增大，在煤體抗壓強度一定的情況下，下部煤體一般先片幫繼而引起上方煤體片幫，甚至造成煤壁頂板抽頂。（4）煤機割煤與移架同時作業(yè)過程中，增大了煤壁的支承壓力。移架時在降架過程中，對頂板的下沉影響最為劇烈，移架后支架初撐力不足，勢必加大了頂板的下沉量，煤壁所承受的支承壓力也相應增大。（5）工作面遇地質構造帶時，煤壁的支承壓力增大，片幫現(xiàn)象發(fā)生頻繁。地質構造帶改變煤體的固有結構，在很大程度上改變了煤體的層理結構，產(chǎn)生新的裂隙和滑面，層理更

6、加混亂，煤質變軟，煤層由層狀體變?yōu)樗榱洋w、松散體，降低了煤體的抗壓強度，在外力作用下更易發(fā)生片幫。（6）工作面?zhèn)涡背伴_采對煤壁片幫影響較大。大采高工作面在回采過程中，為防止下滑，往往都形成下道偽斜超前上道進行回采，增大了仰采角度，煤體下滑趨勢增加，同時煤體下滑時，失去了下方煤體的阻擋，片幫更易實現(xiàn)。5預防措施針對以上對煤壁片幫、冒頂現(xiàn)象機理分析的各種因素的影響，我們在回采過程中應采取以下有針對性的預防措施：（1）增大并保持綜采液壓支架

7、的初撐力和工作阻力。初撐力和工作阻力小，支架不能有效支護工作面頂板的重量，上覆巖層的重量將由煤壁承擔，增大了煤壁的壓力。我們采取移架后保壓3~5秒，確保支架初撐力和工作阻力達到設計要求。（2）合理設計工作面割煤高度。工作面所用支架型號ZY100002655，適用于采高在2.6m~5.5m之間，根據(jù)我礦工作面地質條件，煤厚平均在4.8m，因此我們設計采高在4.5m，直接頂垮落后不能超過采高的1.5倍，不能有效地減輕老頂對煤壁的壓力，煤壁高

8、降低后，下部煤體受的壓力也相應加大，增加了煤壁的片幫機率。（3）合理布置工藝流程，控制頂板下沉劇烈程度。滯后煤機后滾筒4~6m開始移架，移架時盡可能地采取帶壓擦頂移架，移架時做到快降快移快支，減少頂板的下沉量，避免煤壁產(chǎn)生過多的裂隙，以控制煤壁片幫、掉頂程度的增大。（4）選擇合理的偽斜超前開采長度。根據(jù)工作面的平均傾角，盡可能地減小工作面仰采角度，使煤壁有片幫趨勢的煤體受到阻擋，目前煤層傾角平均為10～25，工作面?zhèn)涡遍_采長度控制在5～