特殊地質條件下掘進工作面頂板控制技術
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摘 要：水、火、瓦斯、粉塵和頂板事故一向被稱為煤礦生產過程中的“五大災害”。頂板事故也在煤礦挖掘的過程中也占有很大的比重，甚至會在掘進工作中造成很大的傷亡。因此，只有在煤礦掘進的過程中全面加強對工作頂板的控制和管理，才能夠使得掘進的過程更加順利地進行。本文結合實際的工程案例，主要分析特殊地質條件下掘進工作面頂板控制技術的應用。
關鍵詞：特殊地質條件;掘進工作面;頂板控制;控制技術
各類冒頂事故會造成不同程度的人員傷亡。掘進工作面的冒頂狀況將會直接和煤礦生產有直接的關系。因此，與掘進工作面有關的頂板控制技術在很多時候將會發揮著非常關鍵的作用。因此，尤其需要在煤礦巷道掘進的過程中做好特殊地質條件下的頂板控制工作。本文結合實際的案例，全面分析特殊地質條件下掘進工作面的頂板控制技術。
1 特大斷面巷道實際案例運用
工程案例：某巷道掘進工作面由于充滿斷層，所以產能的狀況非常不穩定。不僅巖層在生產的過程中顯得非常松散，而且煤層的角度則被控制在17度-21度之間，平均角度為19.6度。工作面煤層的最大厚度為5.05m，最小厚度為4.3m，平均厚度為4.766m.整個煤層的頂板由下到上依次可以由中粒砂巖段、斷層角礫段和粗粒砂巖段組成[1]。整個半圓拱形的巷道斷面寬度為4200mm，高度為3200mm。
2 斷層掘進工作面頂板控制技術
在進行煤礦巷道掘進的過程中非常日哦你以發生頂板離層和冒頂的現象。因此，在掘進的過程中尤其需要綜合地考慮支護參數、掘進坡度和起坡位置等因素來制定可靠的斷層通過方案。
2.1 巷道頂板支護設計過程
2.1.1 巷道頂板施工
通過采用錨桿、鋼帶和金屬網聯合支護的方式來進行具體支護。在錨桿錨力和金屬鋼帶聯合作用的情況下。頂板的巖石內部會形成一個非常穩定且具有支撐能力的剛性的承載體。這樣一種承載體可以被當作一個支承點。頂板的壓力就可以通過組合梁來傳遞到巷道兩側的深處。
2.1.2 巷道高幫和低幫支護
可以采用錨桿、鋼帶和籬笆網聯合支護的方式來更好地進行支護。金屬網不僅能夠有效地兜著錨桿之間的煤體。另外也能夠通過和鋼帶更好地聯合來和錨桿連成一個整體，從而更好地增強巷道一側的抗壓能力。
2.2 確保運用最優的方案來迅速通過斷層
先要探查清楚斷層的落差、走向和位置等信息。之后再有效地確定最佳的起坡位置和掘進的坡度。并確保在揭露斷層之前就選擇合適的位置進行起坡操作，并有效地將掘進的哦獨保持在6度左右。只有讓斷層盡可能多地和煤礦巷道和半煤巖巷道相互的聯系，才能夠保證設備能夠快速通過斷層。其中，52305的運輸巷和52306的回風巷曾經8次遇到斷層構造，最大的落差曾經達到了17.3m。只要能夠采用關鍵的措施才能夠使8個斷層能夠在最短的時間內都順利快速的通過。
2.3 全面優化采煤工藝
由于此次采煤過程中煤層的平均厚度為5.6m，局部煤層厚度甚至可以達到8.4m。由于整個工作面的高度超過5m，這也就使得工作面上方頂板維護的難度得以加大，生產的過程中也確實經常會出現冒頂的現象。最終才決定采用放頂采煤法來全面地進行采集。因為以綜合機械化為基礎的采煤工藝有阻力大、采高高和兩柱低等特殊的優點。因此，也就可以更好地提高煤炭的采出率，并能夠在之后更好地保證工作面上方頂板的穩定程度，避免再次出現大面積的冒頂事故。
2.4 全面檢測掘進工作面的礦壓
按照相關的規定，在本次施工的過程中安裝了本安型頂板離層儀。注意將離層儀安裝在距離巷道跨度較大的位置，并在每隔開一定時間之后，安排專業的人士來記錄頂板離層儀的讀數。最終再將讀數繪制成專業的曲線，以便能夠為后續掘進和支護的過程提供有用的參數和依據。
2.5 全面監測綜采工作面的礦壓
在該煤礦的內部建立了一個液壓支架數據采集系統，這樣就能夠有效地實現數據的連續觀測，以便能夠在每割一刀煤的基礎上有效地記錄一次數據。之后再用專門的軟件來導出相關的數據，最終生成txt文件和報表。通過有效記錄周期來壓支架受力的情況、安全閥開啟的程度和頂板的滲漏的情況來哦更好地改善管理的方案。
2.6 優化掘進的工藝
如果采用連續的掘進工藝來挖掘該煤礦往往需要花費大量的時間，從而進一步增加了掘進面迎頭和空頂的時間。這樣迎頭處經常會因此發生冒頂的事故，從而威脅礦井的安全生產，也使得整體掘進的效率得以降低。而如果有效地采用掘進錨桿一體化的施工工藝，則能夠在短時間內提高掘進工藝和地質條件的匹配程度。這樣，能夠更好地提高掘進的質量，縮小了空頂的時間，而且整體掘進的速度也變得更加快。
3 結束語
本文結合實際的案例，通過采用綜合的方式來優化采煤工藝和掘進工藝，并通過加強工作面的礦壓監測來更好地提高頂板的穩定性。根據實際的結果來看，頂板的穩定性也有了明顯的提高，從而為后續的頂板管理工作提供了更多借鑒的意義。相信今后，隨著頂板處理技術不斷地進步，掘進工作面的頂板處理技術會有更大的進步。
參考文獻：
[1]王成明，鞠文君，薛友興等.錨索補強加固技術的應用[J].煤礦開采，2015（3）：139-144.
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