论文部分内容阅读
摘要：通过对仰采工作面片帮掉顶超前进行管理，加快了工作面推进度，避免了煤柱损失，实现资源的最大回收；工作面设防矸网、防矸链，解决了仰采工作面片帮掉顶飞矸伤人问题。
关键词：综采工作面；孤岛；片帮；掉顶
一、提出背景
杨庄煤矿NⅡ528综采工作面，走向长1260m，倾向长175m，工作面煤厚2.8～3.6m，平均3.3m，仰采角度30～12°，平均6°。顶板为0.77～12.0m黑色泥岩，平均厚6m，底板为0.79～1.54灰色泥岩，平均1.5米。工作面为单体斜构造，煤层走向变化不太大。地质构造简单，整体构造为一单斜构造，煤层局部夹有泥岩。工作面在掘进过程中共揭露8条断层，落差1.4～4.4m。工作面采用ZZ7600/20/40型支架支护顶板，共116架，支架初撑力6970KN，适应采高2.2-3.8m，适应倾角<20°。机巷采用一组ZTZ30000/19/35型端头支架支护下出口。
工作面从3月15日回采至今，多次发生片帮掉顶事故，严重影响安全生产，为了有效杜绝这一安全隐患，需要采取措施防止工作面片帮掉顶。
二、片帮掉顶原因分析：
1、NⅡ528工作面东为NII529工作面（已采），西为NII520工作面（已采），是典型的孤岛面，煤壁及两巷受采动影响矿压显现明显。
2、工作面走向420m内仰采角度较大，平均10°。
3、工作面煤层松软，工作面遇断层及构造时易发生片帮、掉顶现象。
4、工作面支架为NⅡ529工作面整体移架过来，没有升井进行大的检修，推移千斤顶损坏较多，影响工作面推进度。尤其在初放期间，因老塘冒落不实，片帮掉顶后，支架不能有效支护顶板及抵不动运输机加剧工作面片帮掉顶。
5、煤层存在夹矸，且夹矸为极松软的泥岩，厚度变化较大，夹矸厚度0-2.2m，直接顶为泥岩，易掉落。
三、片帮掉顶的影响：
㈠增加事故率
1、工作面片帮掉顶，人员进入煤壁进行管理，易受到再次掉顶造成飞矸、窜矸伤人。
2、支架易歪架形成超过200mm的架间距，人员在架间行走时易掉矸伤人。
3、掉落运输机里的货多，易压车。
4、瓦斯瞬间涌出，造成瓦斯超限。
NⅡ528工作面自2014年3月15日回采至6月20日，因片帮掉顶飞矸伤人出现4例工伤、2次瓦斯超限、15次压车事故。
㈡造成经济损失
1、片帮掉顶影响推进度，减小出煤量。
2、管理片帮掉顶，减小采高，降低回采率。
3、机电设备损坏多。
NⅡ528工作面设计月产量12万吨，3月15至6月20日合计出煤19万吨，亏产17万吨。设计采高3.3米，实际采高2.8米，漏采2.7万吨原煤。因压车运输机电机烧坏电机2部，升井检修、更换推移千斤顶200个，直接经济损失40万。通过调查发现一起飞矸伤人轻伤事故的直接经济损失约为10万元，间接经济损失（按损失工作日100个，每个工作日工资150元计算）约为150×100=1.5万元。
四、针对以上分析的危险因素、触发事件，制定了相应的对策措施：
1、工作面回采期间，控制采高2.8m，煤机司机注意顶板情况，尽量提车跟顶板推进。
2、工作面遇断层及构造时，超前断层及构造揭露处，加固顶板及煤壁，从源头控制煤壁片帮、掉顶。在超前揭露处的顶板，每三架斜补打一排顺山锚索进行加强支护（锚索钢绞线与顶板成75°夹角，顶板较好处可选择使用铁锚杆），锚索配合铁盖板支护，锚索规格为Ф17.8×3.5m，每孔采用三节Z2550中速树脂药卷加长锚固，锚索外露长度不大于350mm不小于150mm，超长部分用液压截割器将多余的钢铰线截去，以防伤人。然后在煤壁处补打两排MSL20/18F树脂锚杆配合木锚杆盘（木锚杆盘规格：长×宽×厚=600mm×300mm×50mm）进行加固煤壁，每架三颗，采用倒三角布置，第一排锚杆距顶板400mm，第二排位于支架正中间，锚杆株、排距均为800mm，锚杆初锚扭矩≮200N·M，锚固力≮60KN，锚杆外露长度20-40mm，锚杆角度≥75°，锚固剂采用Z2550型树脂卷，每眼孔用2卷。
3、当工作面断层及构造处已发生煤壁片帮、掉顶时，人员应从未掉顶处向已掉顶处且由上向下进行管理。先人工穿插梁进行顶板管理，待顶板管理好后，再在煤壁和顶板处补打锚杆及锚索，对煤壁和顶板进行加强管理。
4、片帮掉顶严重段，严禁使用煤机割煤。采用人工采煤，人工采煤时采用Φ200适当长半圆木配合单体挑一梁两柱倾向棚进行临时支护。
5、工作面设防矸网、防矸链
①工作面机头至机尾设防矸网，防矸网沿倾向将人行道与煤壁隔开，防矸网上面吊挂在支架顶梁上，下面拴在运输机导向杆上。
②工作面每10架设一处防矸链，机头处设护身板。
6、正确使用支架
①工作面支架采取超前支护顶板方式，移架时，适当带压移架，移架后及时伸出伸缩梁和防片帮。
②严禁支架出现立柱自动下降及管路系统的跑、冒、窜、漏、滴液现象，且支架工每次移架后必须保证支架初撑力≮24MPa /架。
③拉架时需调整工作面支架状态，防止出现挤架、爬架等现象，确保工作面支架正常拉移。
④工作面拉移支架时要先降前立柱，降至与后立柱一齐时再稍降后立柱，升架时先升后立柱再升前立柱。
⑤若支架间距大于200mm，及时用塘柴配合笆片进行过顶。
⑥减少抬底千斤顶的使用，避免支架推移千斤顶受到损坏。
6、加强设备检修，对损坏的的推移千斤顶及时更换，增加开机率。
7、由于工作面两侧为采空区，巷道矿压显现明显，胀帮底鼓严重，需对机巷进行刷帮卧底，以便于端头支架的拉移，减小因端头支架拉移困难而影响推进度。
8、现场管理
①強化现场操作管理，使各项工序程序化，标准化。
②加强职工安全培训，建立跟班干部责任制度。
五、管理效果：
1、事故率降低为零，更为重要的是，通过措施的实施，为职工创造了安全的工作环境，提高了职工的工作效率。
2、6月21日至7月10日，工作面推进92米，是3月15至6月20日平均推进度的2.1倍，大大提高了生产效率；采高增加0.5m，增加回采率15%。
3、解决了杨庄煤矿仰采工作面片帮掉顶飞矸伤人问题，通过研究活动的开展，单位干群分工协作，充分发挥了各自的主观能动性，提高了团队共同奋进的能力，学习到了解决实际问题的方法。
参考文献：
[1]徐永圻.煤矿开采学（修订本）.徐州：中国矿业大学出版社，1999
[2]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社，2004
关键词：综采工作面；孤岛；片帮；掉顶
一、提出背景
杨庄煤矿NⅡ528综采工作面，走向长1260m，倾向长175m，工作面煤厚2.8～3.6m，平均3.3m，仰采角度30～12°，平均6°。顶板为0.77～12.0m黑色泥岩，平均厚6m，底板为0.79～1.54灰色泥岩，平均1.5米。工作面为单体斜构造，煤层走向变化不太大。地质构造简单，整体构造为一单斜构造，煤层局部夹有泥岩。工作面在掘进过程中共揭露8条断层，落差1.4～4.4m。工作面采用ZZ7600/20/40型支架支护顶板，共116架，支架初撑力6970KN，适应采高2.2-3.8m，适应倾角<20°。机巷采用一组ZTZ30000/19/35型端头支架支护下出口。
工作面从3月15日回采至今，多次发生片帮掉顶事故，严重影响安全生产，为了有效杜绝这一安全隐患，需要采取措施防止工作面片帮掉顶。
二、片帮掉顶原因分析：
1、NⅡ528工作面东为NII529工作面（已采），西为NII520工作面（已采），是典型的孤岛面，煤壁及两巷受采动影响矿压显现明显。
2、工作面走向420m内仰采角度较大，平均10°。
3、工作面煤层松软，工作面遇断层及构造时易发生片帮、掉顶现象。
4、工作面支架为NⅡ529工作面整体移架过来，没有升井进行大的检修，推移千斤顶损坏较多，影响工作面推进度。尤其在初放期间，因老塘冒落不实，片帮掉顶后，支架不能有效支护顶板及抵不动运输机加剧工作面片帮掉顶。
5、煤层存在夹矸，且夹矸为极松软的泥岩，厚度变化较大，夹矸厚度0-2.2m，直接顶为泥岩，易掉落。
三、片帮掉顶的影响：
㈠增加事故率
1、工作面片帮掉顶，人员进入煤壁进行管理，易受到再次掉顶造成飞矸、窜矸伤人。
2、支架易歪架形成超过200mm的架间距，人员在架间行走时易掉矸伤人。
3、掉落运输机里的货多，易压车。
4、瓦斯瞬间涌出，造成瓦斯超限。
NⅡ528工作面自2014年3月15日回采至6月20日，因片帮掉顶飞矸伤人出现4例工伤、2次瓦斯超限、15次压车事故。
㈡造成经济损失
1、片帮掉顶影响推进度，减小出煤量。
2、管理片帮掉顶，减小采高，降低回采率。
3、机电设备损坏多。
NⅡ528工作面设计月产量12万吨，3月15至6月20日合计出煤19万吨，亏产17万吨。设计采高3.3米，实际采高2.8米，漏采2.7万吨原煤。因压车运输机电机烧坏电机2部，升井检修、更换推移千斤顶200个，直接经济损失40万。通过调查发现一起飞矸伤人轻伤事故的直接经济损失约为10万元，间接经济损失（按损失工作日100个，每个工作日工资150元计算）约为150×100=1.5万元。
四、针对以上分析的危险因素、触发事件，制定了相应的对策措施：
1、工作面回采期间，控制采高2.8m，煤机司机注意顶板情况，尽量提车跟顶板推进。
2、工作面遇断层及构造时，超前断层及构造揭露处，加固顶板及煤壁，从源头控制煤壁片帮、掉顶。在超前揭露处的顶板，每三架斜补打一排顺山锚索进行加强支护（锚索钢绞线与顶板成75°夹角，顶板较好处可选择使用铁锚杆），锚索配合铁盖板支护，锚索规格为Ф17.8×3.5m，每孔采用三节Z2550中速树脂药卷加长锚固，锚索外露长度不大于350mm不小于150mm，超长部分用液压截割器将多余的钢铰线截去，以防伤人。然后在煤壁处补打两排MSL20/18F树脂锚杆配合木锚杆盘（木锚杆盘规格：长×宽×厚=600mm×300mm×50mm）进行加固煤壁，每架三颗，采用倒三角布置，第一排锚杆距顶板400mm，第二排位于支架正中间，锚杆株、排距均为800mm，锚杆初锚扭矩≮200N·M，锚固力≮60KN，锚杆外露长度20-40mm，锚杆角度≥75°，锚固剂采用Z2550型树脂卷，每眼孔用2卷。
3、当工作面断层及构造处已发生煤壁片帮、掉顶时，人员应从未掉顶处向已掉顶处且由上向下进行管理。先人工穿插梁进行顶板管理，待顶板管理好后，再在煤壁和顶板处补打锚杆及锚索，对煤壁和顶板进行加强管理。
4、片帮掉顶严重段，严禁使用煤机割煤。采用人工采煤，人工采煤时采用Φ200适当长半圆木配合单体挑一梁两柱倾向棚进行临时支护。
5、工作面设防矸网、防矸链
①工作面机头至机尾设防矸网，防矸网沿倾向将人行道与煤壁隔开，防矸网上面吊挂在支架顶梁上，下面拴在运输机导向杆上。
②工作面每10架设一处防矸链，机头处设护身板。
6、正确使用支架
①工作面支架采取超前支护顶板方式，移架时，适当带压移架，移架后及时伸出伸缩梁和防片帮。
②严禁支架出现立柱自动下降及管路系统的跑、冒、窜、漏、滴液现象，且支架工每次移架后必须保证支架初撑力≮24MPa /架。
③拉架时需调整工作面支架状态，防止出现挤架、爬架等现象，确保工作面支架正常拉移。
④工作面拉移支架时要先降前立柱，降至与后立柱一齐时再稍降后立柱，升架时先升后立柱再升前立柱。
⑤若支架间距大于200mm，及时用塘柴配合笆片进行过顶。
⑥减少抬底千斤顶的使用，避免支架推移千斤顶受到损坏。
6、加强设备检修，对损坏的的推移千斤顶及时更换，增加开机率。
7、由于工作面两侧为采空区，巷道矿压显现明显，胀帮底鼓严重，需对机巷进行刷帮卧底，以便于端头支架的拉移，减小因端头支架拉移困难而影响推进度。
8、现场管理
①強化现场操作管理，使各项工序程序化，标准化。
②加强职工安全培训，建立跟班干部责任制度。
五、管理效果：
1、事故率降低为零，更为重要的是，通过措施的实施，为职工创造了安全的工作环境，提高了职工的工作效率。
2、6月21日至7月10日，工作面推进92米，是3月15至6月20日平均推进度的2.1倍，大大提高了生产效率；采高增加0.5m，增加回采率15%。
3、解决了杨庄煤矿仰采工作面片帮掉顶飞矸伤人问题，通过研究活动的开展，单位干群分工协作，充分发挥了各自的主观能动性，提高了团队共同奋进的能力，学习到了解决实际问题的方法。
参考文献：
[1]徐永圻.煤矿开采学（修订本）.徐州：中国矿业大学出版社，1999
[2]国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社，2004