頂板管理在采煤安全管理的應用
時間:2022-10-17 08:56:17
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摘要:頂板事故是煤礦生產中最常見的事故之一,據統計,在所有煤礦事故中,頂板事故占40%-50%。由此可見,頂板事故嚴重制約了煤礦的安全生產,因此,加強工作面頂板管理對于煤礦安全生產具有重要意義。
關鍵詞:煤礦安全;頂板管理;液壓支架;地質構造
1合理布置工作面
在巷道開拓以前,應對煤層地質條件進行勘測并做仔細的研究分析,在此基礎上,盡量將采煤工作面布置在斷層較少、頂板完整的地質條件較好的區域[1]。在最大限度減少保護煤柱的同時,應保證工作面的穩定性和安全性,預留充足的風巷安全出口和工作面。合理地布置保護煤柱不僅可以避免巷道位于應力集中區域,還能夠減少采空區的滲水和漏風。此外,應充分保障采煤工作面的一直三平,即保證采煤機、刮板運輸機與煤壁處于三條平行的直線。
2合理選擇液壓支架
科學合理的選擇液壓支架,對提高綜采裝置的工作效率具有重要意義。首先,液壓支架的選擇必須與實際情況相匹配:①液壓支架強度須與頂板來壓相匹配;②液壓支架類型與采煤機、刮板運輸機相匹配;③支護斷面須與通風量和風速相匹配;④液壓支架構造須與煤層地質條件相匹配[2]。在對液壓支架進行選型時,應確定以下內容:①液壓支架的最大高度及最小高度;②閥組的操作方法與性能;③液壓支架的支護形式,包括:掩護式、支撐式、支撐掩護式;④額定工作阻力、初撐力等支護阻力;⑤各種設備對空間的需求;⑥底座和頂梁的結構、規格和所處的具體位置;⑦立柱的數量等。此外,液壓支架選型還需從以下方面進行分析:①需考慮液壓支架的適用性與經濟合理性;②液壓直接具有足夠的剛度,連接部件具有足夠的彈性且支架具有良好的穩定性;③需具有良好的防漏矸裝置;④液壓支架的規格型號和重量應適中,避免選用過于笨重的設備;⑤操作難度小且維護方便;⑥必須與頂板載荷的分布和承載力相適應,初撐力必須和工作阻力相適應;⑦液壓支架的構造、類型須與煤層賦存條件和頂底板巖性相匹配。
3液壓支架的維護和管理
3.1妥善處理各類事故。在開采過程中,有可能出現傾倒、陷底和擠架等各類事故,若不及時解決,將影響支護效果,嚴重時更有可能造成冒頂事故[3]。(1)液壓支架陷底。如出現陷底情況,可在液壓支架的頂梁下打一根斜樁,一端固定在相鄰的液壓支架上,另一端固定在頂梁上。此時降下被陷支架,提起底座并前移即可解決。(2)擠架的處理。液壓支架擠架通常是由于工作面不直造成的,因此在開采過程中進行掛線,保持工作面的平直可以減少擠架現象的發生。出現擠架時,需及時調整采煤方向和支架。(3)倒架的處理。在進行移架時,需實時觀測支架及頂底板的變化情況,如果支架出現傾斜,應及時停止移架,并進行穩定處理。3.2支架保持適中的初撐力。要想使液壓支架保持良好的狀態,必須使液壓支架的初撐力和工作阻力相適應[4]。因此,首先應保證泵站提供充足的壓力,然后認真檢查液壓系統,觀察是否存在串液和漏液的現象,如果存在及時采取合理措施進行檢修。
4遇地質構造時頂板的管理
4.1過斷層。由于斷層處頂底板出現拉伸或剪切破壞,巖石較為破碎,容易出現冒頂事故,因此要特別加強斷層處的頂板管理。為減小斷層對開采工作的影響,應根據斷層的具體情況采取相應的措施,具體包括:①工作面與斷層斜交,降低工作面與斷層相交的長度;②確定合理的放頂步距,一次性回清斷層外側的液壓支架;③在接近斷層時,增加液壓支架的數量,減小控頂距,用斜撐板支好斷層面并在斷層面處加打木垛;④在綜采工作面遇小斷層時,預先做好超前硐子,避免受到小斷層的影響。4.2過陷落柱、火山巖、褶曲。(1)陷落柱又叫天然井或無碳柱,內部巖層雜亂且大小不一,一般為橢圓形。過陷落柱時,若陷落柱不大,則可加強支護并強行通過;若陷落柱較大,則通常掘進繞巷通過。(2)在通過褶曲時,要確保挑頂的最低高度能通過液壓支架和采煤機滾筒,同時保證底板能使液壓支架和刮板運輸機移過去。如遇較大褶曲,可在梁上打支柱,墊底梁、留底煤,采用擋板在側面用擋好浮煤,同時在擋板外側加打木垛。(3)過火山巖時,應根據其范圍的大小,可重新開切眼,縮短工作面、搬遷工作面,或采用類似處理過斷層的方法。
5加強地質預報和礦壓監測
(1)加強地質預報。地質條件的變化對于開采工作的影響重大,因此需要加強地質預報工作,對礦區內的地質情況進行認真勘測,及時發現斷層、褶曲等地質構造,為巷道及采取的布置提供依據。目前,較為科學的預報是點報與月報相結合。(2)加強礦壓觀測。礦壓監測的核心是觀測支架的初撐力,在進行礦業監測時,需對頂板的情況進行認真觀察,并對初撐力和頂板的情況進行記錄,將觀測的數據進行處理分析,發現異常進行及時的檢查及整改。
參考文獻:
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[4]孫晉文.淺析煤礦綜采面頂板控制與安全管理[J].能源技術與管理,2017,42(3):79-80.
作者:張潔 單位:河南能源新疆龜茲礦業有限公司
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