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綜采作業(yè)面冒頂及其控制分析

文檔作者：陳程文檔來源：同煤集團(tuán)設(shè)計研究有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年03月17日
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2018年第9期(總第156期)
“濠與芊釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATlON 2叭8年9月
綜采作業(yè)面冒頂及其控制分析
陳程
(同煤集團(tuán)設(shè)計研究有限責(zé)任公司，山西大同037003)
摘要：在分析綜采作業(yè)面局部冒頂事故原因的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)防治技術(shù)進(jìn)行介紹，并對其各自優(yōu)缺點進(jìn)行總結(jié)，隨
后基于此提出兩種新的冒頂防治方法和其他防治措施，希望能為井下回采作業(yè)中冒頂事故的根本治理提供幫助。
關(guān)鍵詞：礦井；綜采；冒頂事故；原因分析；防治技術(shù)
中圖分類號：TD327 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2018)09—0111—02
Analysis on the R∞f Falling and Its CoIltrol at the Flllly MechaIlized Coal MiIling Face
CHEN Chena
(Design and Research Co．，Ltd．，Datong CoaI Mine Group，Dalong 037003，Shanxi，China)
Abstract： Based on the analysis of the reasons for the 10cal roof fauing accidents at山e fuⅡy mechanized mining face，this paper
intl．oduced山e traditional prevention and control technology and summarized the advantages and disadvantages．Based on this，two
new methods and other preventive measures were put forw盯d to pmvide help for the fundamental tI．eatment of tIle mof fauing
accidents in tlle backstoping opeI．a(chǎn)tion．
Key words： mine；fully mechanized minin晷roof faUing accident；cause analysis；prevention and contmltechnology
0引言
近年來，伴隨煤炭產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，煤礦井下生
產(chǎn)的機(jī)械化水平也獲得持續(xù)提升，這雖然讓井下安全
事故的高發(fā)地點從回采作業(yè)面轉(zhuǎn)移至掘進(jìn)作業(yè)面，但
并非意味著回采作業(yè)面的冒頂事故發(fā)生頻率也出現(xiàn)了
轉(zhuǎn)移，回采作業(yè)過程中仍時常發(fā)生冒頂事故，對生產(chǎn)
安全造成一定威脅。這些冒頂事故的出現(xiàn)原因既有技
術(shù)原因也有管理原因，因此，針對冒頂原因進(jìn)行全面
梳理，總結(jié)真正行之有效的冒頂防治工藝，對于提升
井下作業(yè)安全性意義重大。
1綜采作業(yè)面冒頂原因分析
a)地質(zhì)因素。結(jié)合礦井綜采作業(yè)面局部冒頂位置
可知，大多數(shù)冒頂事故都發(fā)生在煤幫附近、上下出口
附近、放頂線附近和地質(zhì)構(gòu)造破壞帶附近。其主要誘
因包括：(a)地質(zhì)構(gòu)造生成的附加水平應(yīng)力顯現(xiàn)強(qiáng)烈，
且容易受到采動影響而進(jìn)一步增大，使得煤質(zhì)變得松
軟，增大片幫發(fā)生概率；(b)局部巖體侵入沖刷線，在
作業(yè)面直接頂中構(gòu)成“雞窩”型游離巖塊，一旦支護(hù)
不到位，便會引起局部冒落現(xiàn)象；
b)回采工藝與采動影響。綜采作業(yè)中的原煤開采
本身便是對地下原有煤巖平衡體系的破壞，無論是采
用走向開采還是傾向開采，其均會對井下煤巖體原有
的應(yīng)力狀態(tài)造成破壞。而在圍巖應(yīng)力的重新分布過程
中，則往往會導(dǎo)致作業(yè)面上部頂板被壓碎，嚴(yán)重的甚
至?xí)?dǎo)致老頂?shù)闹苯悠茐?，而這一過程中伴隨的巖體
能量釋放一旦超過支護(hù)體系的設(shè)計承載力，便必然會
收稿日期：2018—06—18
作者簡介：陳程，1985年生，男，山西大同人，2009年畢業(yè)于內(nèi)
蒙古科技大學(xué)礦物資源工程專業(yè)，助理工程師。
導(dǎo)致局部冒落現(xiàn)象的發(fā)生；
c)支護(hù)方案與支護(hù)參數(shù)?，F(xiàn)階段，井下大多數(shù)作
業(yè)面多采用錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護(hù)工藝進(jìn)行支護(hù)，其支護(hù)
強(qiáng)度及可靠性的計算多是依照懸吊理論予以確定。但
由于回采作業(yè)面范圍往往較大且井下地質(zhì)狀況復(fù)雜多
變，支護(hù)方案在設(shè)計之初難免有所考慮不到之處，而局
部冒頂往往就會發(fā)生在這些存在支護(hù)缺失或頂板發(fā)生
失穩(wěn)的區(qū)域，從而對井下作業(yè)安全造成一定威脅【1。31。
2傳統(tǒng)綜采作業(yè)冒頂防治措施
對于井下實際生產(chǎn)而言，范圍小于300 mm的微小
冒頂對井下生產(chǎn)的威脅十分有限，往往無需加以治理。
而一旦范圍大于300 mm，則必須進(jìn)行及時處理，以避
免冒頂松散面引起破碎巖層的進(jìn)一步垮落，導(dǎo)致大型
冒頂?shù)陌l(fā)生。對于局部冒頂?shù)膫鹘y(tǒng)防護(hù)方法主要有兩
類：絞頂及填充，其各自特點如下。
2．1絞頂
可選用掏梁窩挑鋼梁或支懸臂梁兩種工藝進(jìn)行處
置。首先，對作業(yè)面頂板動態(tài)進(jìn)行觀察，對冒頂范圍涉
及區(qū)域周邊的支架加強(qiáng)管理，確保冒頂范圍不會繼續(xù)
擴(kuò)大，隨后進(jìn)行掏梁窩、挑梁和掛梁等工序的施工。作
業(yè)時，棚梁上部空隙必須架小木垛并同頂板緊密接觸，
同時在貼幫柱和支棚梁作業(yè)前必須對作業(yè)區(qū)域浮煤進(jìn)
行全面清除。這種防范優(yōu)點在于操作工藝簡單，所用材
料便于準(zhǔn)備，一旦發(fā)現(xiàn)冒頂便可進(jìn)行立即處置，具備良
好的時效性。而不足之處在于處置過程中，需作業(yè)人員
在冒頂范圍內(nèi)的無支護(hù)區(qū)域?qū)嵤┳鳂I(yè)，作業(yè)危險性較
高f4】。圖l所示即為掏梁窩挑鋼梁支護(hù)布設(shè)示意圖。
2．2填充
這種方法以高分子化學(xué)材料為原料，通過對冒頂空

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