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綜采作業面冒頂及其控制分析

文檔作者：陳程文檔來源：同煤集團設計研究有限責任公司		點擊數：	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
綜采作業面冒頂及其控制分析
陳程
(同煤集團設計研究有限責任公司，山西大同037003)
摘要：在分析綜采作業面局部冒頂事故原因的基礎上，對傳統防治技術進行介紹，并對其各自優缺點進行總結，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中冒頂事故的根本治理提供幫助。
關鍵詞：礦井；綜采；冒頂事故；原因分析；防治技術
中圖分類號：TD327 文獻標識碼： 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．ation．
Key words： mine；fully mechanized minin晷roof faUing accident；cause analysis；prevention and contmltechnology
0引言
近年來，伴隨煤炭產業的蓬勃發展，煤礦井下生
產的機械化水平也獲得持續提升，這雖然讓井下安全
事故的高發地點從回采作業面轉移至掘進作業面，但
并非意味著回采作業面的冒頂事故發生頻率也出現了
轉移，回采作業過程中仍時常發生冒頂事故，對生產
安全造成一定威脅。這些冒頂事故的出現原因既有技
術原因也有管理原因，因此，針對冒頂原因進行全面
梳理，總結真正行之有效的冒頂防治工藝，對于提升
井下作業安全性意義重大。
1綜采作業面冒頂原因分析
a)地質因素。結合礦井綜采作業面局部冒頂位置
可知，大多數冒頂事故都發生在煤幫附近、上下出口
附近、放頂線附近和地質構造破壞帶附近。其主要誘
因包括：(a)地質構造生成的附加水平應力顯現強烈，
且容易受到采動影響而進一步增大，使得煤質變得松
軟，增大片幫發生概率；(b)局部巖體侵入沖刷線，在
作業面直接頂中構成“雞窩”型游離巖塊，一旦支護
不到位，便會引起局部冒落現象；
b)回采工藝與采動影響。綜采作業中的原煤開采
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
的應力狀態造成破壞。而在圍巖應力的重新分布過程
中，則往往會導致作業面上部頂板被壓碎，嚴重的甚
至會導致老頂的直接破壞，而這一過程中伴隨的巖體
能量釋放一旦超過支護體系的設計承載力，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年畢業于內
蒙古科技大學礦物資源工程專業，助理工程師。
導致局部冒落現象的發生；
c)支護方案與支護參數。現階段，井下大多數作
業面多采用錨網索噴聯合支護工藝進行支護，其支護
強度及可靠性的計算多是依照懸吊理論予以確定。但
由于回采作業面范圍往往較大且井下地質狀況復雜多
變，支護方案在設計之初難免有所考慮不到之處，而局
部冒頂往往就會發生在這些存在支護缺失或頂板發生
失穩的區域，從而對井下作業安全造成一定威脅【1。31。
2傳統綜采作業冒頂防治措施
對于井下實際生產而言，范圍小于300 mm的微小
冒頂對井下生產的威脅十分有限，往往無需加以治理。
而一旦范圍大于300 mm，則必須進行及時處理，以避
免冒頂松散面引起破碎巖層的進一步垮落，導致大型
冒頂的發生。對于局部冒頂的傳統防護方法主要有兩
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行處
置。首先，對作業面頂板動態進行觀察，對冒頂范圍涉
及區域周邊的支架加強管理，確保冒頂范圍不會繼續
擴大，隨后進行掏梁窩、挑梁和掛梁等工序的施工。作
業時，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前必須對作業區域浮煤進
行全面清除。這種防范優點在于操作工藝簡單，所用材
料便于準備，一旦發現冒頂便可進行立即處置，具備良
好的時效性。而不足之處在于處置過程中，需作業人員
在冒頂范圍內的無支護區域實施作業，作業危險性較
高f4】。圖l所示即為掏梁窩挑鋼梁支護布設示意圖。
2．2填充
這種方法以高分子化學材料為原料，通過對冒頂空

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