摘　要：分析了炮采工作面頂板事故的類型及產(chǎn)生原因，提出了預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：炮采放頂煤；頂板事故；預(yù)防措施
中圖分類號(hào)： TD823.4⁺9；TD77⁺1　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B　　　文章編號(hào)：1008-8725(1999)05-0018-02

(Baoan Coal Mine,Ningyang City,Ningyang 271405,China)

Abstract:Analyzing the accident of the type and reason in blast mining top-coal face,and preventative measures are provided.
Key words:blast mining top-coal drawing;　top-coal accident;　preventative measures

0　前言
　　保安煤礦可采煤層山西組3_上煤，平均厚度6 m，煤的硬度系數(shù)f=1.5～2.5，直接頂厚0～1.5 m，極為破碎，老頂為厚層狀的中砂巖，厚15 m。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層多，傾角變化大(15～35°)，回采中頂板極難管理，并且有支架被推倒現(xiàn)象。自1992年采用懸移頂梁液壓支架放頂煤開(kāi)采，通過(guò)7年來(lái)的實(shí)踐，采取了一系列的頂板控制措施，杜絕了頂板事故的發(fā)生，創(chuàng)造了一個(gè)良好、安全的工作環(huán)境。

1　頂板事故的類型及原因分析
1.1　頂板事故的類型
　　通過(guò)觀測(cè)研究可知，放頂煤支架上方頂煤已處于破碎狀態(tài)，頂梁與頂煤(板)的有效相互作用降低，頂板處于不穩(wěn)定狀態(tài)，降低了支架與圍巖的接觸剛度，上覆巖層平衡結(jié)構(gòu)距工作面較遠(yuǎn)，采空區(qū)的煤矸側(cè)向擠壓可能形成拱式平衡結(jié)構(gòu)，與分層開(kāi)采相比，工作面支架承受的壓力降低，梁端距(機(jī)道)處的頂板冒落靈敏度較高。因此，放頂煤工作面冒頂一般具有二種類型，即漏冒型和推垮型。
1.2　頂板事故的原因分析
1.2.1　漏冒型
　　由于工作面上位頂煤處于頂煤破碎區(qū)，其上位頂煤受礦山壓力作用已開(kāi)始破碎，支架梁端距處的頂板冒落靈敏度較高，從具體回采過(guò)程來(lái)看，致使采面漏冒型冒落的因素主要有：
　　(1)地質(zhì)構(gòu)造方面的原因。工作面過(guò)斷層破碎帶時(shí)，由于斷層破壞了工作面圍巖的完整性，工作面幫頂較破碎，易出現(xiàn)片幫冒頂而引起架前冒落。
　　(2)廢舊巷道的影響。由于廢舊巷道在工作面未形成之前就存在，時(shí)間較長(zhǎng)，且廢舊巷道兩側(cè)集中壓力升高，巷道頂板由于長(zhǎng)時(shí)間的裸露及集中壓力的影響，致使圍巖原始應(yīng)力狀態(tài)遭到破壞，極易大面積冒落，尤其在工作面接近廢舊巷道10 m左右容易出現(xiàn)冒頂。
　　(3)炮眼布置的影響。在放炮落煤時(shí)，若炮眼布置不當(dāng)，炮眼角度、深度不一致，可能在放炮時(shí)，使支架失效，破碎頂煤冒落。
　　(4)梁端距的影響。放炮落煤后，若不及時(shí)支護(hù)，使端面暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能造成端面頂煤破碎而冒落。
　　(5)支架架距的影響。當(dāng)支架布置不均，頂網(wǎng)鋪設(shè)質(zhì)量不好時(shí)，上位頂煤可能漏空造成冒頂。
1.2.2　推垮型
　　這類冒頂事故可以是由老頂大面積運(yùn)動(dòng)所引起，有時(shí)也可以是由于直接頂與老頂大范圍分離，而支架又失去穩(wěn)定性所引起。
　　(1)直接頂厚度較薄，垮落后不能充滿采空區(qū)，老頂形成滑落失穩(wěn)，支架的工作阻力無(wú)法平衡時(shí)，工作面易出現(xiàn)臺(tái)階下沉，嚴(yán)重時(shí)將直接壓垮工作面。
　　(2)受層滑構(gòu)造影響，直接頂與老頂大規(guī)模離層，支架初撐力低，且穩(wěn)定性差時(shí)，直接頂在其重力作用下向下方移動(dòng)，可導(dǎo)致垮面事故。
　　(3)在采面仰采時(shí)，大塊頂煤垮落過(guò)程中，可能對(duì)工作面支架產(chǎn)生一個(gè)向采空區(qū)側(cè)的拉應(yīng)力，而頂煤在此區(qū)內(nèi)承受拉應(yīng)力的能力非常小，若支架不能提供向工作面煤壁的主動(dòng)水平力，可能使工作面支架向采空區(qū)側(cè)傾倒。
　　(4)若頂網(wǎng)鋪設(shè)聯(lián)接松馳，支架架距不均，破碎的頂煤可能在鋪網(wǎng)質(zhì)量差的區(qū)域形成網(wǎng)兜，此時(shí)，可能造成支架受力不均，個(gè)別支架失效，網(wǎng)兜增大，在網(wǎng)兜沿傾斜拉力的作用下，使網(wǎng)兜上側(cè)支架被拉倒，造成推垮冒頂。
　　(5)當(dāng)上位頂煤破碎不均時(shí)，可能使支架受力不均，個(gè)別支架失效或支架閥組泄漏，造成個(gè)別支架不能有效地支撐頂煤，使上側(cè)支架下推而冒頂。

2　預(yù)防措施
　　由于發(fā)生冒頂事故而影響生產(chǎn)的原因是多方面的。因此采用多種措施實(shí)行綜合治理才能奏效。
　　(1)當(dāng)煤壁片幫、頂煤下沉?xí)r，支架前端必須頂至煤壁，并在支架間用兀型梁支設(shè)一架走向棚，兀型梁前端頂至煤壁，且前柱貼緊煤壁，并裝上護(hù)頂板。當(dāng)采面有傾斜斷層時(shí)同樣會(huì)發(fā)生以上問(wèn)題。因此除采取以上處理辦法，還應(yīng)在采面距斷層5 m時(shí)不放頂煤，加快工作面推進(jìn)度，使頂煤和頂板能充滿采空區(qū)，減少老頂對(duì)工作面的不均衡壓力，并適當(dāng)調(diào)整工作面，防止工作面與斷層大面積平行接觸。
　　(2)采用架后低位放煤方法，嚴(yán)格按放煤順序放煤，使頂煤平衡均勻地放出，盡量少用反復(fù)升降液壓支架的方法放頂煤。一旦有大塊煤擠住煤口，要及時(shí)將大塊崩碎。減少液壓支架反復(fù)支撐頂板。嚴(yán)禁從支架前或支架間開(kāi)天窗放頂煤。根據(jù)不同頂煤厚度及地質(zhì)條件，確定不同的放煤工藝，減小放煤過(guò)程對(duì)支架的影響，使支架處于穩(wěn)定狀態(tài)。加強(qiáng)對(duì)放煤口的管理，放煤后各口重新聯(lián)好網(wǎng)，確保一定的強(qiáng)度，不使支架抵抗各方向沖擊力的能力減弱。
　　(3)放頂煤工作面煤層的特性對(duì)頂板管理影響很大，當(dāng)頂煤較硬時(shí)，可能造成頂煤成層狀大塊垮落；下位頂煤破碎不均時(shí)，可能使支架受力不均。因此，當(dāng)煤層較硬時(shí)，應(yīng)采取頂煤預(yù)裂爆破措施，使頂煤提前破碎，杜絕大塊垮落，同時(shí)要按設(shè)計(jì)要求打眼、裝藥、封裝炮泥，防止崩壞頂網(wǎng)而冒頂。
　　(4)初采時(shí)要確保頂網(wǎng)完整，防止空頂，頂煤不落要及早采取措施強(qiáng)迫落頂，使頂板壓力及早傳遞給支架。工作面初采出切眼后就要開(kāi)始放頂煤，促使頂板及早垮落，但要保證采空區(qū)遺煤或矸石堆積高度在支架高度以上，增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性。
　　(5)當(dāng)直接頂厚度較小，冒落后采空區(qū)充填高度不超過(guò)支架高度，而老頂厚度又比較大且大面積懸露不冒時(shí)，要采取放炮挑頂?shù)霓k法強(qiáng)制放頂達(dá)到控制推垮型冒頂?shù)哪康摹?BR>　　(6)移架時(shí)，被移支架上方連續(xù)5架架間空檔加支走向板棚，使支架在移架過(guò)程中不發(fā)生頂板離層，增強(qiáng)支架在橫向上的穩(wěn)定性；移架后至少2架支有單體斜撐柱，保證支架的支承力及穩(wěn)定性。
　　(7)泵站壓力不低于18 MPa，支架實(shí)行2次注液，對(duì)底軟地段采取支柱穿適當(dāng)規(guī)格鐵鞋的辦法，以充分保證支架有足夠的初撐力，接頂嚴(yán)實(shí)，確保支柱系統(tǒng)剛度。
　　(8)為防止個(gè)別支柱漏液泄壓或支架支設(shè)質(zhì)量不合格，整個(gè)采煤工作面必須連續(xù)支設(shè)順山抬棚，抬棚頂梁必須鉸接完好。抬棚頂梁采用單體液壓支柱頂金屬鉸接頂梁，頂梁與支架之間墊木板，增加其摩擦力，使整個(gè)工作面的支架具有整體穩(wěn)定性。

3　結(jié)論
　　通過(guò)幾年的探索，在炮采放頂煤工作面的頂板管理中，基本上掌握了一些控制頂板的管理措施和處理方法。實(shí)踐證明，對(duì)放頂煤開(kāi)采頂板控制，只要采取科學(xué)合理的措施，完全可以杜絕頂板事故的發(fā)生。也就是說(shuō)，炮采放頂煤工作面的支護(hù)質(zhì)量是頂板控制的關(guān)鍵，煤壁和端面頂煤的維護(hù)是工藝成功的基礎(chǔ)。因此，其支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)與礦壓特征相適應(yīng)，支架布置應(yīng)重點(diǎn)考慮其穩(wěn)定性，應(yīng)按支架受力前高后低來(lái)布置，確保支架的初撐力達(dá)到規(guī)程要求。同時(shí)要盡量減小端面距，使工作面始終處于完好狀態(tài)。

作者簡(jiǎn)介：宋振江(1960-)，男，工程師，現(xiàn)在寧陽(yáng)縣保安煤礦從事技術(shù)管理工作，曾在《煤田地質(zhì)與勘探》、《煤礦開(kāi)采》等刊物上發(fā)表論文多篇。

作者單位:寧陽(yáng)縣保安煤礦，山東 寧陽(yáng)271405