特殊地质条件下掘进工作面顶板控制技术
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摘 要：水、火、瓦斯、粉尘和顶板事故一向被稱为煤矿生产过程中的“五大灾害”。顶板事故也在煤矿挖掘的过程中也占有很大的比重，甚至会在掘进工作中造成很大的伤亡。因此，只有在煤矿掘进的过程中全面加强对工作顶板的控制和管理，才能够使得掘进的过程更加顺利地进行。本文结合实际的工程案例，主要分析特殊地质条件下掘进工作面顶板控制技术的应用。
关键词：特殊地质条件;掘进工作面;顶板控制;控制技术
各类冒顶事故会造成不同程度的人员伤亡。掘进工作面的冒顶状况将会直接和煤矿生产有直接的关系。因此，与掘进工作面有关的顶板控制技术在很多时候将会发挥着非常关键的作用。因此，尤其需要在煤矿巷道掘进的过程中做好特殊地质条件下的顶板控制工作。本文结合实际的案例，全面分析特殊地质条件下掘进工作面的顶板控制技术。
1 特大断面巷道实际案例运用
工程案例：某巷道掘进工作面由于充满断层，所以产能的状况非常不稳定。不仅岩层在生产的过程中显得非常松散，而且煤层的角度则被控制在17度-21度之间，平均角度为19.6度。工作面煤层的最大厚度为5.05m，最小厚度为4.3m，平均厚度为4.766m.整个煤层的顶板由下到上依次可以由中粒砂岩段、断层角砾段和粗粒砂岩段组成[1]。整个半圆拱形的巷道断面宽度为4200mm，高度为3200mm。
2 断层掘进工作面顶板控制技术
在进行煤矿巷道掘进的过程中非常日哦你以发生顶板离层和冒顶的现象。因此，在掘进的过程中尤其需要综合地考虑支护参数、掘进坡度和起坡位置等因素来制定可靠的断层通过方案。
2.1 巷道顶板支护设计过程
2.1.1 巷道顶板施工
通过采用锚杆、钢带和金属网联合支护的方式来进行具体支护。在锚杆锚力和金属钢带联合作用的情况下。顶板的岩石内部会形成一个非常稳定且具有支撑能力的刚性的承载体。这样一种承载体可以被当作一个支承点。顶板的压力就可以通过组合梁来传递到巷道两侧的深处。
2.1.2 巷道高帮和低帮支护
可以采用锚杆、钢带和篱笆网联合支护的方式来更好地进行支护。金属网不仅能够有效地兜着锚杆之间的煤体。另外也能够通过和钢带更好地联合来和锚杆连成一个整体，从而更好地增强巷道一侧的抗压能力。
2.2 确保运用最优的方案来迅速通过断层
先要探查清楚断层的落差、走向和位置等信息。之后再有效地确定最佳的起坡位置和掘进的坡度。并确保在揭露断层之前就选择合适的位置进行起坡操作，并有效地将掘进的哦独保持在6度左右。只有让断层尽可能多地和煤矿巷道和半煤岩巷道相互的联系，才能够保证设备能够快速通过断层。其中，52305的运输巷和52306的回风巷曾经8次遇到断层构造，最大的落差曾经达到了17.3m。只要能够采用关键的措施才能够使8个断层能够在最短的时间内都顺利快速的通过。
2.3 全面优化采煤工艺
由于此次采煤过程中煤层的平均厚度为5.6m，局部煤层厚度甚至可以达到8.4m。由于整个工作面的高度超过5m，这也就使得工作面上方顶板维护的难度得以加大，生产的过程中也确实经常会出现冒顶的现象。最终才决定采用放顶采煤法来全面地进行采集。因为以综合机械化为基础的采煤工艺有阻力大、采高高和两柱低等特殊的优点。因此，也就可以更好地提高煤炭的采出率，并能够在之后更好地保证工作面上方顶板的稳定程度，避免再次出现大面积的冒顶事故。
2.4 全面检测掘进工作面的矿压
按照相关的规定，在本次施工的过程中安装了本安型顶板离层仪。注意将离层仪安装在距离巷道跨度较大的位置，并在每隔开一定时间之后，安排专业的人士来记录顶板离层仪的读数。最终再将读数绘制成专业的曲线，以便能够为后续掘进和支护的过程提供有用的参数和依据。
2.5 全面监测综采工作面的矿压
在该煤矿的内部建立了一个液压支架数据采集系统，这样就能够有效地实现数据的连续观测，以便能够在每割一刀煤的基础上有效地记录一次数据。之后再用专门的软件来导出相关的数据，最终生成txt文件和报表。通过有效记录周期来压支架受力的情况、安全阀开启的程度和顶板的渗漏的情况来哦更好地改善管理的方案。
2.6 优化掘进的工艺
如果采用连续的掘进工艺来挖掘该煤矿往往需要花费大量的时间，从而进一步增加了掘进面迎头和空顶的时间。这样迎头处经常会因此发生冒顶的事故，从而威胁矿井的安全生产，也使得整体掘进的效率得以降低。而如果有效地采用掘进锚杆一体化的施工工艺，则能够在短时间内提高掘进工艺和地质条件的匹配程度。这样，能够更好地提高掘进的质量，缩小了空顶的时间，而且整体掘进的速度也变得更加快。
3 结束语
本文结合实际的案例，通过采用综合的方式来优化采煤工艺和掘进工艺，并通过加强工作面的矿压监测来更好地提高顶板的稳定性。根据实际的结果来看，顶板的稳定性也有了明显的提高，从而为后续的顶板管理工作提供了更多借鉴的意义。相信今后，随着顶板处理技术不断地进步，掘进工作面的顶板处理技术会有更大的进步。
参考文献：
[1]王成明，鞠文君，薛友兴等.锚索补强加固技术的应用[J].煤矿开采，2015（3）：139-144.
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