回采工作面冒顶预防和处理分析
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摘要：对回采工作面冒顶发生原因进行归纳分析，并以6206回采工作面为工程背景，对容易出现冒顶地点进行分析，并提出相应的冒顶预防以及处理措施，通过采用冒顶预防以及处理措施，有效的对6206回采工作面冒顶情况进行治理，为回采工作面安全高效的推进创造了良好条件。
关键词：回采工作面;冒顶;防治措施
随着矿井开采深度的不断增加，回采工作面地质条件日益复杂，复合顶板、软岩顶板、地质构造等情况更为常见。对矿井的开采提出了更高的要求[1]。复杂地质条件下顶板的支护工作更为困难，容易在回采工作面位置出现冒顶[2]。相关的研究学者也开展了大量的研究，也取得了显著的成果。针对矿井回采工作面采取有针对性的预防措施对保证回采工作面安全推进具有重要的意义。
1 冒顶原因分析
开采引起的矿压显现是造成回采工作面顶板出现冒顶的一个重要原因。在矿压作用下，回采面顶板会出现一定程度的裂隙，例如，在顶板上出现裂隙、离层。若未及时采取有效措施，对顶板进行管理，势必会引起矿压增大，压力超过顶板岩层强度时，就会引起顶板出现破碎，发生冒顶事故[3]。
回采面液压支架的支护强度以及与顶板的接触情况也是导致回采面出现冒顶的另外一重要原因。当回采面顶板之中裂隙较为发育，顶板较为破碎时，回采面的液压支架不能对顶板进行有效的支撑会引起顶板冒落。在顶板岩性较好的情况下，若液压支架存在支护强度不够也会引起顶板冒落，如：选择的液压支架不能与回采面的采深进行匹配，支架的相关支护参数与煤层顶板的岩性，回采面的矿压显现特征以及煤层埋藏状况不适应，也会引起回采面顶板出现冒顶。回采面冒顶事故往往表现出明显的特征，例如：煤壁片帮、顶板松动、应力集中等[4～5]。
随着采矿技术以及采矿设备的更新换代，对回采面矿压显现规律以及煤壁片帮防止技术的研究已经取得显著进步，由于回采面周边环境引起顶板出现冒顶得概率已经显著的降低，由于回采面工作人员以及设备等主观原因造成的顶板冒落事故具有增加趋势。回采面液压支架出现倒架也是造成顶板冒顶的原因，引起回采面支架倒架原因有：采煤机司机未能对煤层顶板进行有效判断，造成采煤机切割煤层顶板开采，回采面顶板不平整，液压支架顶梁不能与顶板进行有效的接触;支架拉架时措施不到位，造成支架重心出现偏移，支架的承载能力变差，引起支架倒架;工作面开采的煤层倾角较大，或者回采面受到地质构造作用，上下窜严重，引起回采面液压支架出现倒架。进而引起顶板出现冒顶。
2 工程背景
2.1 矿井概况
山西某矿6206回采工作面设计开采长度为1050m，回采面斜长195m，开采6号煤层，煤层平均厚度在5.9m，煤层直接顶为厚度在1.5m的泥岩、砂岩互层，裂隙以及节理较为发育，完整性较差。老顶为厚度在5m的中砂岩。开采的6号煤层瓦斯含量在7.3m3/t，煤层具有突出危险性，前期在回采巷道内每隔5m布置一个瓦斯抽采钻孔。
2.2 顶板容易冒落地点
2.2.1回采面上下两端
由于回采巷道影响，在回采巷道影响范围之内，顶板的稳定性较差，同时在回采面的上下两端空间较大，从而会造成一定的应力集中。在上下两端移动支护支架或者更换支架时，可能会引起上部岩层出现下沉离层，严重时出现冒顶情况。
2.2.2 地质构造发育带
断层、褶曲、陷落柱等地质构造影响，会引起煤层顶板出现裂缝，较为破碎，容易出现较大范围的顶板冒落。通过分析原因可以看出，这种情况下出现顶板的较大范围冒落是由于煤层顶板岩层受到的载荷较大，致使回采面出现冒落。
3 冒顶预防及处置措施
3.1加强矿压观测
矿压观测的重点放到回采面周期来压步距以及初次来压步距之上，对回采面来压的持续时间以及矿压显著情况进行详尽的观测记录，对回采面液压支架的工作阻力值、支架活柱下沉量值等参数进行监测，通过计算机软件，对矿压显现规律以及矿压显现特征进行分析，以便能够为制定顶板冒落防治措施提供数据支撑。
3.2加强地质超前预测预报
地质构造是引起回采面顶板出现冒顶的重要因素之一，需要对回采工作面开采区域、采区乃至整个矿井开采范围进行详尽的地质勘探，对地质构造情况进行预测，并做好数据的统计，地质勘探工作需要结合物探以及钻探数据，以便合理、准确的对开采区域内地质构造情况预测，回采面开采倒地质构造影响区域内提前采取防治措施，降低对回采工作的影响。当地质构造影响较为显著时，对回采工作安全推进造成显著影响，可以对回采面的布置进行调整，从根本上降低回采面顶板冒落可能。
3.3加强液压支架管理
确保回采工作面液压支架供液系统可以高效进行，对供液系统进行及时、严格、规范的保养，减少供液系统中的跑、滴、冒、漏等情况，对液压支架的工作阻力造成影响。回采面开采要严格按照作业规程进行，确保回采工作面可以安全高效的推进。回采面的支架与刮板输送机之间应保持平直，顶梁与回采面煤层顶板接触较好，以便可以使得支架能够较好的对顶板进行支撑。
3.4 注浆加固
煤壁片帮是引起回采面顶板出现冒落的另外一个重要因素，煤层中裂隙较为发育，因而采用注浆方式对煤层进行加固，防止煤壁片帮是可行的。通过先关研究表明，采用马丽散注浆方式可以有效的充填煤层间裂隙，增大粘聚力以及内摩擦角，将注浆区域形成一个完整性较好的整体，提升整体稳定性，有效的对顶板冒落进行防治，减少回采面顶板出现冒顶得可能性。
3.5加强工作人员培训
加强对回采面工作人员培训工作，使其能够对回采面顶板冒顶机理进行掌握，提高对冒顶危险性的认识掌握防冒顶事故的重要性。通过培训，可以使得回采面工作人员对冒顶得征兆进行掌握，出现上述情况时及时的采取防治措施，将回采面冒顶防范在初期。
3.6 減少顶板悬露时间
在采煤机推进过液压支架之后，及时的伸出回采面液压支架顶梁上的伸缩板，对工作面顶板进行一定的支护，同时也可以降低煤壁片帮的可能性。在回采面的开采过程中经常采用的液压支架移架方法是带压移架方式。
4 总结
回采工作面顶板出现冒顶不仅制约回采工作的快速推进，同时给回采面工作人员安全工作代来隐患。在6206回采工作通过采用矿压观测，加强地质预测预报、加强液压支架管理、煤层加固、加强工作人员培训、减少顶板悬露时间等技术措施，大幅度的降低顶板出现冒落的可能，并通过对加强回采面顶板管理，消除顶板出现冒顶的可能，确保了6206回采工作安全高效的推进。
参考文献：
[1]宝金海.层状顶板巷道冒顶机理与控制方法[J].山东煤炭科技，2018（10）：49-50+53.
[2]孙赫，王萌萌.松软直接顶冒顶机理分析及安全技术措施[J].现代矿业，2018，34（10）：254-255+258.
[3]王陈真.复合顶板巷道冒顶机理分析与控制技术研究[J].山西焦煤科技，2018，42（09）：16-19.
[4]郑伟.多构造软岩工作面冒顶治理工程实践[J].煤矿安全，2018，49（08）：145-148.
[5]边强，金煜皓.综采工作面复合顶板失稳机理及深孔注浆控制技术[J].煤炭科学技术，2018，46（08）：57-62.
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