大采高工作面煤壁片帮治理研究

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1、大采高工作面煤壁片帮治理研究【摘要】基于大采高工作面更易于发生煤壁片帮，进而引发端面冒顶的普遍现象，总结了人釆高工作面煤壁片帮的危害性，分析了人釆高工作面影响煤壁片帮的主要因素。在分析导致大采高工作面煤壁片帮原因的基础上，提出了预防煤壁片帮的技术措施。【关键词】大采高综采；工作面煤壁片帮；预防措施引言随着大采高综采液压支架的推广应用，3.5〜5m厚煤层一次采全高的工作面越来越多。如冀中能源的段王矿，徐州局的权台矿等。但是，一些大采高工作面煤壁片帮严重。片帮、架前冒顶、支架失稳风险大大增加，所以对其工作面矿压控制技术提出了更高的要求。据统计，因片帮阻塞采煤机通过通常发生在

2、采煤机上向运行中，大采高工作面因发生人面积片帮而影响煤机开机率的时间超过单班生产时间的5%,严重影响煤矿的安全高效生产。1大采高煤壁片帮的危害一次采全厚的大采高综采技术已成为目前厚煤层安全高效开采的重耍途径。但是，随着一次回釆煤层厚度的增加，人釆高工作面煤壁片帮和导致顶板漏冒的概率加大，增加了丁作面顶板管理和安全生产的难度。对于大采高工作面來说，煤壁片帮的危害主要表现在以下几个方面：（1）增大端面距，发生冒顶事故。工作面发生片帮时，尤其是发生大面积片帮事故，片帮深度可以超过1H1，这就加大了支架与煤壁之间的端面距。这时如果液压支架不能及时対裸露的顶板支护，在支架上覆岩（

3、煤）层松软、破碎的情况下，就容易发生架前冒顶事故，不仅给安全带来一定的隐患，而且在冒顶严重时还需耍进行处理，影响工作面的正常生产。（2）压死溜槽链子，砸坏支架立柱。大采高工作面发生大面积片帮时，容易形成体积很大块煤，高度超过3m。如此大面积的煤壁片落会压死溜槽链子，还可能砸到支架立柱上，砸坏立柱，发生机械事故，影响产能和效率。（3）伤害工作面作业人员。片帮通常发生在运转的采煤机前后。这是因为在采煤机通过前，要回收支架的护帮板，离开护帮板保护的煤壁在受到采煤机震动时，容易片落；采煤机通过后，增大了工作面的端面距，在支架没有及时支护新暴露的顶板前，矿山压力重新分配，加大了煤

4、壁的承受压力，容易发生煤壁片帮。而这时，工作面的作业人员（包括煤机司机和移架工）正好位丁•煤机前后，片落的煤块容易伤害操作人员。（4）降低设备开机率。工作面发生片帮时，特别是发生大面积片帮时，极易产生大块、超大块煤。虽然釆煤机配有破碎滚筒，但其破碎能力非常有限，不能对这些大块煤有效破碎。这些大块、超大块煤会被阻挡在转载机进口处，堵塞煤流。这时只能停机，人工破碎大块煤。因此大采高工作面常常因产生人块煤而停机，影响设备的开机率。2煤壁片帮原因分析2.1煤质情况煤层松软时，顶板稍有压力就能压垮煤壁,发生煤壁片帮现象;但是如果煤层硬度大，在顶板完整性较好的情况下，也容易发生煤壁

5、片帮现象。而且，硬煤发生片帮时，危害更大。这是因为片帮其实就是其内部积蓄能量的瞬时释放,通常情况下,硬煤在发生变形时,需要积蓄的能屋远远大丁松软煤层需要的能量，这样，发生片帮时，硕煤释放的能量就人于松软煤层释放的能量。因此，发生片帮时，硬煤造成的危害比松软煤层造成的危害大。2.2地质因素煤层中节理、裂隙发育时，容易发牛煤壁片帮现象。这是由于节理、裂隙在煤层中形成了弱面，降低了煤层强度，使煤体结构变得相对松散了,容易从煤层上脱落。2・3支架初撑力低，支架工作状态不合理对于单体液压支架来说，最合理的架设形式是顶梁与底座平行，也就是说在水平煤层的开采，顶梁与底座都处于水平状态

6、时掩护式液压支架才能发挥最好的支护效果。这时，液压支架的立柱微向前倾。经现场观察，丁作面液压支架经常出现前倾或者后仰状态，即非正常状态。在这种情况下，较易发生煤壁片帮现象。这是因为支架处于非正常工作状态时，支架的支撑力不能充分发挥，在相同的顶板压力作用下，会造成较大的收缩量,同样，煤体要跟着支架的收缩发牛较大的变形，而煤体的弹性变形范围较小，过人的收缩会在煤体中积蓄较人的能量，当积蓄的能量超过煤层所能承受的能量时，就发生片帮事故。若支架架设不合理，还容易发生架前冒顶事故。2・4支架实际工作阻力偏低对顶板、支架和煤壁进行受力分析时，我们会发现：假设在冋采过程中，顶板的压力

7、完全由支架和煤壁承担，那么若支架的架设不合理，支架的阻力不能得到充分发挥，这时，煤壁所承受的压力就比在正常状态下承受的压力大。如果煤壁受到的压大采力超过煤体的强度极限，必然造成煤体发生塑性变形，发生煤壁片帮事故。发生液压支架工作阻力低于正常状态的原因主要有以下几个方面：第一，泵站的压力偏低，或者液压管线存在漏夜现象；第二，液压支架安全阀不合格，调设卸荷压力低于正常状态；第三，液压支架立柱存在上、下腔窜液等现象。2.5支架支设滞后，不能及时护帮由于采煤机运行速度较快，可达到10m/min,而移架速度较慢，跟不上采煤机的运行，造成移架滞后，不