论文部分内容阅读
【摘 要】本文介绍神华神东布尔台煤矿42104工作面的基本情况，对顶板出现问题的原因进行分析，制定强化顶板措施。在综采工作面过顶板破碎带技术的影响下提升工作经验，保证经济效益的稳定增长。
【关键词】综采工作面；过顶板破碎带技术；煤矿
综采工作面过顶板破碎带技术在我国的研究还处于初期的发展阶段。煤矿开采过程中很容易出现支架梁端前导致的工作面冒顶情况。特别是在碎煤层部位出现的工作面冒顶，将会严重威胁到生产人员的人身安全，阻碍大采高综采效率的提升。神华神东布尔台煤矿42104工作面顶板构造较为复杂，采用的顶板材质为砂质泥岩复合顶板。本文主要对综采工作面过顶板破碎带技术的应用进行分析，总结工作经验促进经济效益的增长。
一、神华神东布尔台煤矿简介
神华神东布尔台煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，井田面积193平方公里，可采储量18.5亿吨，年生产能力2000万吨，总投资44.84亿元。采用主斜井副平硐综合开拓，综合机械化采煤工艺。主提升皮带宽2.2m，提升能力为7000吨/小时，同时配套的群矿洗煤厂3100万吨/年。矿井生产能力、主运输系统能力、煤炭洗选加工能力3项世界第一的特大型井工矿井，也是一座集生产、洗选、储装、外运综合布局的特大型高产高效现代化井工矿井。
二、综采工作面过顶板破碎带技术处理破碎顶板方法
顶板破碎情况的进一步加剧，将使冒落顶板前端在顶板支架打木垛构顶，在支架的前梁的最下部安装木垛，护帮板前梁下支单体柱将是影响工作面水平的最为重要的方面。护帮板在工作面木垛结构顶部能够实现立柱升紧同时维护工作面的工作效率。对打木垛的使用应该接实顶板。打木垛时主要在煤壁顶板下部挖好柱窝这样能够提升单体柱的支护能力，使顶板破坏情况能够得到控制。单体柱保证迎山角度提升支护能力。单体柱要支护在岩体坚硬的独步，或者是添加柱帽柱靴保证工作面的稳定性。拉架时必须戗柱擦顶移架，快速拉架。挤住煤帮拉架在工作面煤帮不片帮时采用。其要求：如顶板不稳定极易冒落时，必须保证支架护帮板不能被冒落的矸石压低。即使在支架顶梁上方空顶的支架护帮板下也必须支1--2根单体柱。拉架前，首先在邻架护帮板下支1～2根单体柱，本架必须实行戗柱拉架，将离层、塌落的矸石挤在支架顶梁上，尽量防止大块矸冒落，减少处理大块矸的时间，同时促使支架前粱端顶板不在架前垮落或垮落程度减小。
马丽散是一种新型高分子注浆材料，主要构成是聚亚胶脂，因为自身具有高度粘合力所以都会将马丽散注入到破碎的煤岩体产生高度粘合，低粘度混合物保持液体状态渗透细小的裂缝后，发生膨胀和粘结，有效地加固硬帮松散煤体松动圈，与松散煤岩体形成很强的粘合，使之成为整体，提高了硬帮松散煤体的整体承载力。这样就能够有效的控制顶板出现的抽冒。在综采工作面过顶板破碎带技术中，应用马丽散注浆能够改善煤岩体松散结构，提升整体强度。保证工作面的稳定性，提升安全生产。马丽散的使用能够解决采煤过程中出现的松散破碎煤体，避免大范围顶板漏顶情况的出现，在煤矿开采过程中应用最为广泛的实用性技术。
三、强化顶板控制策略
（一）保证顶板控制防止破碎现象出现的原则
保证支架不能够出现降低现象，顶梁能够与煤层顶板相互平行。顶梁水平位置将进一步促进支架的平稳，当支架顶梁出现下降，会导致支架切顶线位移，这时候就造成顶板垮落，无法控制顶板的稳定性。当支架出现升紧状况时要避免支架初撑力能够符合顶板控制要求。在拉架的时候要一次性拉到位，减少支架位移现象出现次数，防止顶板进一步被破坏。支架顶部出现冒烟的情况，防止切顶线出现位移情况。支架的顶部不能够预留煤顶，当出现这种情况的时候要进行及时的处理。顶板冒落将严重的影响着顶板的控制，根据工作面的构造制定合理方式对顶板进行控制。冒落情况的范围扩大需要优化组织生产，强化工作面施工效率。
（二）破碎带顶板管理重点
工作面对顶板破碎的控制影响因素较多，根据顶板破碎的具体情况制定措施进行完善。工作面破碎带面积不断扩大的情况下，要提高超前支架密度，防止悬顶面积过大，出现顶板破碎现象。乳化液泵站压力要进行控制一般的情况在30MPa左右，这样能够提升支架的支撑力，防止顶板破碎带漏矸。顶板破碎将影响着工作面构造，在采煤机运行的过程中将会出现复合顶板冒落现象，强化架形这是控制顶板的主要措施。根据采煤的实际情况强化工作面的顶板管理，实践的完整性是提升工作面支护强度最为关键的措施。因此对工作面进行整体支护需要不缺柱，这是工作面顶板完整性的关键，能够防止拉架推溜出现的支护移动现象出现。
（三）保证液压支架初撑力
顶板发生破碎的情况时候需要提升支架的初撑力，这样能够保证离层破碎的顶板进一步扩大，提升液压支架初撑力能够保证综采工作面符合煤矿开采条件。设备要符合开采条件的要求，保证乳化液泵站的压力，供液系统的完整性是开采效果进一步提升的关键。支架的正确操作要保证立柱初撑力达到252bar。稳定安全阀额定值，当顶板压力出现周期性强烈感的时候可以暂时将液压支架安全阀额定值调高，完成之后可以将额定值调回正常范围。综采工作面推进速度影响着顶板破碎程度，推进速度越快影响范围就越小，反之则越大。在同一个工作面顶板稳定情况相同时实测顶板破碎度与推进度关系如表1所示。
表1 实测顶板破碎度与推进度关系
四、施工设备的选择
煤矿开采主要选择的运输设备是SGZ1000/2×1200型刮板运输机，功率大阻力小易操作，能够改善运输机压死状态。支架最大支撑高度3.9米，最小支撑高度2.5米，能够较为有效的支撑和管理顶板。设备在工作面施工长度会影响着施工效率。因此工作面长度不应该过长，这样能够保证施工速度。地质构造的复杂程度为顶板管理带来必要的麻烦。综采工作面稳定状态的长度在230m左右。 五、强化工程设备管理
要加强对工作面的生产管理提升质量，这是工程建设的重点内容。施工各班组要密切联系，按照规定进行施工建设。充分的掌握好采高，保证工作面的平整。严格控制采煤机提刀卧刀量的使用情况，保证顶板受力载荷力的均匀性，工作面的平整能够防止支架稳定，支架的初撑力是有效接顶的重要保障。当立柱台阶出现下沉的状况时候，就会出现顶板事故威胁着施工人员的人身安全。对设备进行保养可以推动工作效率的增长。
六、创新生产工艺和操作方法
顶板出现破碎的时候，，操作液压支架必须实行擦顶带压移架和降柱（只松动）、升柱的复合操作，保证支架在移动的时候要停止操作液的使用并控制液压，这样能够提升拉架力，保证拉架的速度。当软煤层出现顶板破碎情况时候，可以使用沿顶留底法割煤保证垮落能够控制在一定的范围之内。支架作用的不断强化是顶板作用发挥的关键。因此要控制采煤机单次进刀量，保证牵引速度的匀速。
七、结束语
神华神东布尔台煤矿42104工作面采用的是综采工作面过顶板破碎带技术实现煤矿产量的不断提升，高效的生产工艺是经济效益提升的保障。但是综采工作面过顶板破碎带技术应用的设备体积较大，当顶板管理出现问题的时候会影响到综采工作面平稳，严重的制约着煤矿安全生产。本文对综采工作面过顶板破碎带技术的应用进行分析，结合神华神东布尔台煤矿42104工作面生产管理实际情况，在强化顶板以及推动综采技术方面提出相应的看法。
参考文献：
[1]郭胜，赵官西.综采工作面顶板破碎带煤壁插钢梁支护技术探讨[J].中国煤炭，2010，10（15）
[2]章烈敏，李学良.童亭矿10煤层综采工作面切眼综合控制技术浅谈[J].科技资讯，2011，4（3）
[3]陶振贵，钱喜财，谷兴海，郭庆良.综采面采用新型聚合加固剂过顶板破碎区的实践[J]. 黑龙江科技信息，2012，3（25）
[4]王彬彬.煤矿综采工作面过断层技术分析与方法研究[J]. 技术与市场，2014，10，15
[5]王伟.坚硬顶板高瓦斯综采工作面瓦斯防治技术的应用[J].第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2011，9（1）
[6]胡圣辉，张志强，张河萍. 综采工作面成功过大落差断层安装开采综述[J]. 纪念中国煤炭学会成立五十周年省（区、市）煤炭学会学术专刊，2012，11（1）
【关键词】综采工作面；过顶板破碎带技术；煤矿
综采工作面过顶板破碎带技术在我国的研究还处于初期的发展阶段。煤矿开采过程中很容易出现支架梁端前导致的工作面冒顶情况。特别是在碎煤层部位出现的工作面冒顶，将会严重威胁到生产人员的人身安全，阻碍大采高综采效率的提升。神华神东布尔台煤矿42104工作面顶板构造较为复杂，采用的顶板材质为砂质泥岩复合顶板。本文主要对综采工作面过顶板破碎带技术的应用进行分析，总结工作经验促进经济效益的增长。
一、神华神东布尔台煤矿简介
神华神东布尔台煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，井田面积193平方公里，可采储量18.5亿吨，年生产能力2000万吨，总投资44.84亿元。采用主斜井副平硐综合开拓，综合机械化采煤工艺。主提升皮带宽2.2m，提升能力为7000吨/小时，同时配套的群矿洗煤厂3100万吨/年。矿井生产能力、主运输系统能力、煤炭洗选加工能力3项世界第一的特大型井工矿井，也是一座集生产、洗选、储装、外运综合布局的特大型高产高效现代化井工矿井。
二、综采工作面过顶板破碎带技术处理破碎顶板方法
顶板破碎情况的进一步加剧，将使冒落顶板前端在顶板支架打木垛构顶，在支架的前梁的最下部安装木垛，护帮板前梁下支单体柱将是影响工作面水平的最为重要的方面。护帮板在工作面木垛结构顶部能够实现立柱升紧同时维护工作面的工作效率。对打木垛的使用应该接实顶板。打木垛时主要在煤壁顶板下部挖好柱窝这样能够提升单体柱的支护能力，使顶板破坏情况能够得到控制。单体柱保证迎山角度提升支护能力。单体柱要支护在岩体坚硬的独步，或者是添加柱帽柱靴保证工作面的稳定性。拉架时必须戗柱擦顶移架，快速拉架。挤住煤帮拉架在工作面煤帮不片帮时采用。其要求：如顶板不稳定极易冒落时，必须保证支架护帮板不能被冒落的矸石压低。即使在支架顶梁上方空顶的支架护帮板下也必须支1--2根单体柱。拉架前，首先在邻架护帮板下支1～2根单体柱，本架必须实行戗柱拉架，将离层、塌落的矸石挤在支架顶梁上，尽量防止大块矸冒落，减少处理大块矸的时间，同时促使支架前粱端顶板不在架前垮落或垮落程度减小。
马丽散是一种新型高分子注浆材料，主要构成是聚亚胶脂，因为自身具有高度粘合力所以都会将马丽散注入到破碎的煤岩体产生高度粘合，低粘度混合物保持液体状态渗透细小的裂缝后，发生膨胀和粘结，有效地加固硬帮松散煤体松动圈，与松散煤岩体形成很强的粘合，使之成为整体，提高了硬帮松散煤体的整体承载力。这样就能够有效的控制顶板出现的抽冒。在综采工作面过顶板破碎带技术中，应用马丽散注浆能够改善煤岩体松散结构，提升整体强度。保证工作面的稳定性，提升安全生产。马丽散的使用能够解决采煤过程中出现的松散破碎煤体，避免大范围顶板漏顶情况的出现，在煤矿开采过程中应用最为广泛的实用性技术。
三、强化顶板控制策略
（一）保证顶板控制防止破碎现象出现的原则
保证支架不能够出现降低现象，顶梁能够与煤层顶板相互平行。顶梁水平位置将进一步促进支架的平稳，当支架顶梁出现下降，会导致支架切顶线位移，这时候就造成顶板垮落，无法控制顶板的稳定性。当支架出现升紧状况时要避免支架初撑力能够符合顶板控制要求。在拉架的时候要一次性拉到位，减少支架位移现象出现次数，防止顶板进一步被破坏。支架顶部出现冒烟的情况，防止切顶线出现位移情况。支架的顶部不能够预留煤顶，当出现这种情况的时候要进行及时的处理。顶板冒落将严重的影响着顶板的控制，根据工作面的构造制定合理方式对顶板进行控制。冒落情况的范围扩大需要优化组织生产，强化工作面施工效率。
（二）破碎带顶板管理重点
工作面对顶板破碎的控制影响因素较多，根据顶板破碎的具体情况制定措施进行完善。工作面破碎带面积不断扩大的情况下，要提高超前支架密度，防止悬顶面积过大，出现顶板破碎现象。乳化液泵站压力要进行控制一般的情况在30MPa左右，这样能够提升支架的支撑力，防止顶板破碎带漏矸。顶板破碎将影响着工作面构造，在采煤机运行的过程中将会出现复合顶板冒落现象，强化架形这是控制顶板的主要措施。根据采煤的实际情况强化工作面的顶板管理，实践的完整性是提升工作面支护强度最为关键的措施。因此对工作面进行整体支护需要不缺柱，这是工作面顶板完整性的关键，能够防止拉架推溜出现的支护移动现象出现。
（三）保证液压支架初撑力
顶板发生破碎的情况时候需要提升支架的初撑力，这样能够保证离层破碎的顶板进一步扩大，提升液压支架初撑力能够保证综采工作面符合煤矿开采条件。设备要符合开采条件的要求，保证乳化液泵站的压力，供液系统的完整性是开采效果进一步提升的关键。支架的正确操作要保证立柱初撑力达到252bar。稳定安全阀额定值，当顶板压力出现周期性强烈感的时候可以暂时将液压支架安全阀额定值调高，完成之后可以将额定值调回正常范围。综采工作面推进速度影响着顶板破碎程度，推进速度越快影响范围就越小，反之则越大。在同一个工作面顶板稳定情况相同时实测顶板破碎度与推进度关系如表1所示。
表1 实测顶板破碎度与推进度关系
四、施工设备的选择
煤矿开采主要选择的运输设备是SGZ1000/2×1200型刮板运输机，功率大阻力小易操作，能够改善运输机压死状态。支架最大支撑高度3.9米，最小支撑高度2.5米，能够较为有效的支撑和管理顶板。设备在工作面施工长度会影响着施工效率。因此工作面长度不应该过长，这样能够保证施工速度。地质构造的复杂程度为顶板管理带来必要的麻烦。综采工作面稳定状态的长度在230m左右。 五、强化工程设备管理
要加强对工作面的生产管理提升质量，这是工程建设的重点内容。施工各班组要密切联系，按照规定进行施工建设。充分的掌握好采高，保证工作面的平整。严格控制采煤机提刀卧刀量的使用情况，保证顶板受力载荷力的均匀性，工作面的平整能够防止支架稳定，支架的初撑力是有效接顶的重要保障。当立柱台阶出现下沉的状况时候，就会出现顶板事故威胁着施工人员的人身安全。对设备进行保养可以推动工作效率的增长。
六、创新生产工艺和操作方法
顶板出现破碎的时候，，操作液压支架必须实行擦顶带压移架和降柱（只松动）、升柱的复合操作，保证支架在移动的时候要停止操作液的使用并控制液压，这样能够提升拉架力，保证拉架的速度。当软煤层出现顶板破碎情况时候，可以使用沿顶留底法割煤保证垮落能够控制在一定的范围之内。支架作用的不断强化是顶板作用发挥的关键。因此要控制采煤机单次进刀量，保证牵引速度的匀速。
七、结束语
神华神东布尔台煤矿42104工作面采用的是综采工作面过顶板破碎带技术实现煤矿产量的不断提升，高效的生产工艺是经济效益提升的保障。但是综采工作面过顶板破碎带技术应用的设备体积较大，当顶板管理出现问题的时候会影响到综采工作面平稳，严重的制约着煤矿安全生产。本文对综采工作面过顶板破碎带技术的应用进行分析，结合神华神东布尔台煤矿42104工作面生产管理实际情况，在强化顶板以及推动综采技术方面提出相应的看法。
参考文献：
[1]郭胜，赵官西.综采工作面顶板破碎带煤壁插钢梁支护技术探讨[J].中国煤炭，2010，10（15）
[2]章烈敏，李学良.童亭矿10煤层综采工作面切眼综合控制技术浅谈[J].科技资讯，2011，4（3）
[3]陶振贵，钱喜财，谷兴海，郭庆良.综采面采用新型聚合加固剂过顶板破碎区的实践[J]. 黑龙江科技信息，2012，3（25）
[4]王彬彬.煤矿综采工作面过断层技术分析与方法研究[J]. 技术与市场，2014，10，15
[5]王伟.坚硬顶板高瓦斯综采工作面瓦斯防治技术的应用[J].第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2011，9（1）
[6]胡圣辉，张志强，张河萍. 综采工作面成功过大落差断层安装开采综述[J]. 纪念中国煤炭学会成立五十周年省（区、市）煤炭学会学术专刊，2012，11（1）