综采工作面顶板破碎及煤壁片帮原因分析

综采工作面顶板破碎及煤壁片帮原因分析

发表时间：2012-12-14T10:45:59.920Z 来源：《赤子》2012年第19期供稿作者：任群[导读] 通过对综采工作面顶板破碎、煤壁片帮影响生产分析，提出更换立柱、提高初撑力和及时支护措施，使综要工作面达到日产万吨水平。

任群（内蒙古扎煤公司铁北矿综采队，内蒙古满洲里 021410）摘要：通过对综采工作面顶板破碎、煤壁片帮影响生产分析，提出更换立柱、提高初撑力和及时支护措施，使综要工作面达到日产万吨水平。

关键词：综采工作面；顶板破碎；煤壁片帮前言

综采工作面是现代化煤矿中较先进的回采工艺，但目前铁北综采工作面的产量不算高，其原因是多方面的，除了地质条件影响外，由于顶板压力大，煤壁片帮出现大块煤或冒顶的现象是其中的主要原因。现对综-队目前生产的南翼十七层四面做具体分析。

1 工作面概况

工作面走向长710m，倾向长194m，平均煤厚3.7m，地质储量64.2万吨，可采储量61万吨。伪顶0.1~0.2m粉细砂岩，深灰色，层理发育，与上下层接触明显，直接顶为粉砂岩、中砂岩，胶结坚实，由上而下粒度偏粗，直接顶厚度为2.4m，老顶为细砂岩，灰白色，下部粒度偏粗，胶结坚实，厚度为1.8m。底板为黑色粉砂岩，致密坚硬中部夹细砂岩条带。该面与16层层间距为3~15m。且16层有一煤柱在该面101~114号支架之间。

该面主要设备为：

运输机SGZ-800/800、采煤机MG400/940-QWD、破碎机PCM-200、转载机SZZ-1000/400、皮带机DSJ-120/160/2×200、乳化泵BRW-315/31.5L/min。

该面回采工艺为：

割煤——拉架——移溜——扫浮煤；采煤机采用双向割煤，好采煤机端头斜切进刀，反向割三角煤，然后上行（或下行）割煤，割透后同理斜切进刀进行下一个循环割煤；随采煤机上行（或下行）拉架、移溜距采煤机后滚筒分别不大于25m和不小于30m，拉架顺序为间隔接力拉架；移溜弯曲段不小于30m，移工作面头、尾时采煤机停止运转。

2 影响生产的主要原因

（除机械、电影响外）该面自2004年11月投产以来，一直产量不高，11月份试生产，月产量15.5万吨。12月份正常生产，但由于煤壁片帮，大块煤多而影响了小班产量，12月份产量16.5万吨，采煤机无论是上行还是下行，均有大量的大块片帮煤现象，不得不进行停机糊炮或停机人工砸碎处理，而每次处理至少得5min，同时这种频繁起动对工作面设备极为不利，每班处理大块煤累计影响约1~2个h，无形中产量减少25％左右，生产班的生产能力应为4刀，而实际为3刀。

3 顶板破碎及煤壁片帮原因分析

造成工作面顶板破碎、煤壁片帮其直接原因为顶板压力大，这有两部分原因，一是上部有十六层煤柱（局部）；二是支架支承能力不足。该面16层煤柱段在工作面104~114号支架附近，不会造成整个工作面的影响，而采场支架的受力，是上覆岩层运动的结果，支架受力值的大小始终是与其所支撑的岩层范围超过承载能力后，支架将通过自身的沉缩摆脱其影响，将超出的部分岩重移至煤壁和空区矸石两端支承上，因而造成了煤壁处压力值增大的现象,应力主要集中在煤壁，造成控顶范围内顶板破碎，煤壁被压疏，易片帮、大块煤增加，进而直接影响生产。

通过现场观测立柱的初撑力及工作阻力，发现支架立柱有一半自泄现象，压力值为0的有66个，占总立柱的12％，在1~10MPa的有19个，占所有立柱4％，而压力值在10~19MPa的有252个占所有立柱48.9％，平均值为：17.2MPa。

另一方面，支架的初撑力低也是造成煤壁片帮的一个原因，现场看到乳化泵压为25MPa,而实际应为30MPa以上，由于初撑力低，所以支架能在“等压”，在“等压”，的同时也就将上覆岩层的力传到了煤壁上，从而造成了煤壁始终是压力高峰区，而出现大块煤片帮现象，也正是煤壁向外卸压和表现。

正是由于支架的初撑力低，再有大部分皮架立柱密封不好，窜液，使支架的初撑力及工作阻力均达不到正常要求，就不可能使支架在顶板大面积运动前保持高承压的工作状态，这种情况下，老顶不能及时切断，从而将应力传递到了煤壁承载，因而煤壁被压疏，出现片帮，向外卸压。

4 改进措施及效果

通过以上分析，为了解决综休工作面梁端距顶板破碎、片帮煤增多的现象，从而保证综采工作面正常生产，采取了更换立柱，提高初撑力和及时支护措施，确保了支架对顶板的支撑能力，从而控制了顶板下沉，减轻了煤壁处的顶板压力，而不出现大块片帮和梁端距冒落现象，改进后观测立柱压力值如表1，平均为31.4MPa。

表1 立柱压力值观测

由于支架上作正常，在生产过程中不用象以往那样经常停机糊炮处理大块，同时工作面各种设备也不用频繁起动，生产处于良性循环状态，提高了日循环数，达到了日产万吨的水平，于2009年元月9日创造了日产10050t，目前仍具备日产万吨能力，若运输及提升系统正常，该面将真正达到日产万吨水平。