大采高综采面煤壁片帮原因及防治

大采高综采面煤壁片帮原因及防治
摘要：总结了综采工作面煤壁片帮的危害性，分析煤壁片帮原因，提出了预防的技术措施。

关键词：大采高综采工作面煤壁片帮预防措施
1、大采高综采面煤壁片帮的危害
在煤矿生产中采高较大、煤质较软的长壁综采工作面，煤壁片帮现象非常普遍，严重影响了安全生产、主要设备的开机率和回采率。

煤壁片帮的危害主要有以下几点：
(1)增大了端面距，发生冒顶事故。

工作面煤壁局部发生大面积片帮，片帮深度超过1m时，这就加大了支架与煤壁之间的端面距。

这时如果支架不能及时对加大裸露的顶板支护，而此处的顶板岩(煤)层如果松软、破碎时，就容易发生架前冒顶事故。

不仅存在安全隐患，而且严重制约着生产。

(2)工作面溜子被压死，砸坏支架立柱。

大采高工作面(采高超过3.5m)发生大面积片帮形成的大煤块有时会压死溜槽链子，导致工作面溜子不能正常开车。

有的大煤块砸到支架立柱上损坏立柱，严重影响生产和效率。

(3)伤害工作面作业人员。

片帮经常发生在采煤机前后。

因为采煤机割煤前要收回滚筒前方支架的护帮板，没有护帮板保护的煤壁受到采煤机割煤震动时容易片落;采煤机割煤后增大了工作面的端面距，在支架护帮板没有及时打开支护新暴露的顶板前，矿山压力重新分配，加大了煤壁的承受压力容易发生片帮。

而片帮的煤块极易伤害采煤机前后作业人员(包括采煤机司机和移架工)。

(4)设备开机率降低。

工作面发生大面积片帮时，产生的大煤块卡在转载机进口处。

这时只能停机人工处理大煤块。

因此严重影响设备了的开机率。

(5)阻塞采煤机通过。

在采煤机前方发生的大面积片帮时，会在机道上堆积大量的块煤。

而采煤机与溜槽之间的过货高度有限，导致大块煤阻塞采煤机，影响采煤机正常通过。

2、东荣二矿3201工作面地质条件
2.1 煤层赋存情况
3201工作面开采南二下17层煤。

该煤层赋存稳定，倾角13°~19°，煤层平均厚度 3.8m，属于稳定煤层，煤种为气煤。

2.2 煤层顶底板
该煤层的直接顶为灰白色细砂岩，厚度为1.0m左右;老顶为灰白色中砂岩，厚度20.09m。

直接底为灰黑色粉砂岩， 2.79m厚;老底为砂质泥岩， 6.81m 厚。

2.3 地质构造
本工作面为单斜构造，倾角13°~19°，该面断层发育，共有11条。

落差在0.3~3.2m。

2.4其他因素
属于低瓦斯煤层，煤尘爆炸指数为47.58%;并为自然发火煤层，发火期为30-45天。

3、煤壁片帮原因分析
3.1煤质情况
煤质松软时，顶板稍有压力就能压垮煤壁发生片帮现象;但是如果煤质硬度大，在顶板完整性较好的情况下，也容易发生煤壁片帮现象。

这是因为片帮其实就是其内部积蓄能量的瞬时释放，通常情况下硬煤质在发生变形时，需要积蓄的能量远远大于松软煤质需要的能量，这样发生片帮时，硬煤质释放的能量就
大于松软煤质释放的能量。

因此发生片帮时硬煤质造成的危害比松软煤质造成的
危害大。

3. 2地质因素
煤层中节理、裂隙发育时，容易发生煤壁片帮现象。

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。

3. 3支架架型不正，支架初撑力低。

对于液压支架来说，最合理的架型是支架的顶梁与底座平行，支架整体垂直
于煤壁且支撑顶板带有一定的迎山角。

而现场实际是支架歪斜严重不能有效的支
撑顶板即架型不正。

另一方面实测乳化泵的输出压力达不到初撑力30MPA。

如果
支架的架型不正或初撑力不够会造成支架的收缩量加大，煤体也要跟着支架的收
缩发生较大的变形，而煤体的弹性变形范围较小，过大的收缩会在煤体中积蓄较
大的能量，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。

3. 4支架实际工作阻力偏低
液压支架工作阻力偏低的原因主要有以下几方面: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。

3. 5顶板压力大，矿压活动剧烈
该煤层的顶板为砂质岩，整体性较好，局部上方为16层煤柱，加上深
埋深地压现象，造成工作面顶板压力大，周期来压应明显。

顶板来压时矿压显现
较为明显，造成部分液压支架卸载、煤壁片帮严重。

3.6支架移架滞后，不能及时护帮
由于采煤机运行速度快，移架速度慢；跟不上采煤机的运行，造成移架滞后；支架不能及时打开护帮板保护新暴露的煤壁。

这就加剧了煤壁的片帮和架前冒顶
事故的发生。

4、煤壁片帮预防技术措施
4. 1及时支护顶板，并打开支架护帮板
煤壁没有护帮板保护时处于单向压力状态，而打开护帮板后就象给煤壁
增加了一个侧向压力，将单向压力状态改变为三向压力状态，大大提高了煤壁的
抗压强度，同时护帮板还能阻挡从煤壁上崩落的煤块，减小煤块对人、设备的伤
害力。

通过及时移架支护顶板，减小端面距，缩短空顶时间，降低发生架前的冒
顶危险。

为了能够及时支护顶板，作业时采取分段接力追机作业方式，也就是采
取多人滚动、分段移架来加快移架速度，及时打开支架护帮板保护新暴露煤壁。

当移架速度跟不上采煤机运行时，要降低割煤速度或者停机移架，待暴露的顶板
全部护住时，再开动采煤机进行割煤。

4.2加强液压系统检修，保证乳化液泵站压力
液压系统可靠性直接关系到支架的支护质量，生产过程中要加大对液压
系统的检修力度，保证乳化液泵站压力大于30MPa，同时要确保液压系统无跑、冒、漏、窜现象，及时更换不合格的安全阀等液压设备。

4. 3保证支架初撑力，确保支架正常工作
加强支架的支护质量，确保所有支架均达到初撑力(立柱底腔压力不得
小于24MPa) ，尤其是来压前，要将工作面的支架调到最佳状态，保证支架接顶平、严、实，安全阀灵敏可靠。

对液压支架的液压系统定期检修，不能有跑、冒、漏、滴现象，防止支架卸压自动降架。

通过改进采煤工艺、及时移架、及时支设护帮板、保证泵站压力，确保
支架初撑力，调整液压支架的工作状态，可以有效防止大采高综采工作面煤壁片
帮现象，减少顶板架前冒顶事故，减少片帮对生产的影响，提高设备开机率。

作者简介：
马钦元：1993年专科毕业于双鸭山矿务局工学院采矿专业，2016年本科毕业于黑龙江科技学院采矿专业，一直从事煤矿技术安全工作，现任龙煤双鸭山分公司安全监察局监察员驻东荣二矿。