為保證綜采工作面正規(guī)循環(huán)，安全生產(chǎn)，防止片幫、冒頂事故的發(fā)生，需對(duì)其原理加以分析并針對(duì)性的采取相關(guān)安全技術(shù)措施。
現(xiàn)場(chǎng)情況
3372西下綜采工作面位于13水平東翼3石門(mén)7煤層，東至3370上山，西至3372老塘，上至3372西中巷，下至3372運(yùn)輸巷。該工作面煤層沉積穩(wěn)定，煤層走向110°～130°，煤層傾角30°～39°，平均35°，總體傾角由西向東逐漸變大，煤層厚度變化在2.6～ 3.4m 之間，平均厚度 3m 。目前該工作面殘余走向長(zhǎng)度 114.8m ，傾斜長(zhǎng) 98m 。7煤層之上老頂為灰色中砂巖，厚 7.8米 ，抗壓強(qiáng)度為100.8Mpa，抗拉強(qiáng)度為5.77Mpa，其結(jié)構(gòu)硅質(zhì)膠結(jié)，主要成分為石英，含礦化木，云母片明顯；直接頂為深灰色粉砂巖，厚 2米 ，抗壓強(qiáng)度為53.2Mpa，抗拉強(qiáng)度為3.31Mpa，其結(jié)構(gòu)泥質(zhì)膠結(jié)，層節(jié)理發(fā)育，灰色條痕，含植物葉化石，含云母亮星。煤層的普氏硬度系數(shù)f=1.2。
片幫、冒頂基理及原因
工作面煤壁片幫主要是因?yàn)樵诠ぷ髅媲胺街С袎毫ψ饔孟?，煤壁發(fā)生垂直和水平變形而脫落的現(xiàn)象。支承壓力的大小與煤壁的支撐能力、煤體內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角等有關(guān)，也就是與煤體本身的強(qiáng)度有關(guān)，煤質(zhì)愈硬，強(qiáng)度愈高支承壓力的峰值愈高，峰值距煤壁的距離愈近，其相應(yīng)的分布范圍愈小；煤質(zhì)愈軟，強(qiáng)度愈低支承壓力的峰值愈低，峰值距煤壁的距離愈遠(yuǎn)，其相應(yīng)的分布范圍愈大，這就是硬煤工作面的片幫深度小，片幫率低，而軟煤片幫嚴(yán)重，片幫深度大的原因。而工作面發(fā)生冒頂事故按力學(xué)原因可分為壓垮型、漏冒型與推垮型三大類。壓垮性冒頂是由于垂直于層面的頂板力壓壞采場(chǎng)支架而導(dǎo)致的冒頂；漏冒型冒頂是因已破碎頂板沒(méi)有得到有效防護(hù)受重力的作用冒落而導(dǎo)致的冒頂；推垮型冒頂則是由平行層面方向的頂板力堆到采場(chǎng)支架而導(dǎo)致的冒頂。在一次冒頂事故中壓、漏、推這三種情況可能綜合出現(xiàn)，需抓住主要方面進(jìn)行處理。針對(duì)于3372綜采工作面主要以發(fā)生漏冒型冒頂為主。這主要是由于7煤層傾角較大，直接頂又異常破碎（由于原生、構(gòu)造以及采動(dòng)等原因，在一些煤層的直接頂中存在“人字劈”、“升斗劈”或其他形狀的游離巖塊），采場(chǎng)支護(hù)系統(tǒng)中如果某個(gè)地點(diǎn)支護(hù)不及時(shí)或支護(hù)失效發(fā)生局部漏冒，則緊鄰局部冒頂?shù)攸c(diǎn)支架上方的碎頂在自然安息角以上部分會(huì)在重力作用下冒落，從而使該支架失穩(wěn)傾倒，又使該支架控制的其余碎頂也冒落。這種現(xiàn)象會(huì)沿工作面往上逐個(gè)支架發(fā)生，造成大面積冒頂事故發(fā)生?！ ?br />
片幫、冒頂征兆
發(fā)生片幫、冒頂事故前，工作面頂板劇烈下沉，由于基本頂?shù)闹芷谛云茢嗍Х€(wěn)運(yùn)動(dòng)，迫使直接頂壓縮支架而迅速下沉，如3372工作面周期來(lái)壓前頂板下沉速度為0-1mm/h；支架載荷突增，由于基本頂斷裂，同時(shí)發(fā)生巖塊回轉(zhuǎn)失穩(wěn)，支架載荷普遍加大，如3372工作面周期來(lái)壓前平均支架載荷3948KN/架；瓦斯涌出量出現(xiàn)增大的現(xiàn)象?！ ?br />
片幫、冒頂事故的影響因素
工作面片幫、冒頂與采煤工序、工作面推進(jìn)速度、煤體的硬度、周期來(lái)壓、采高等因素均有一定的關(guān)系?！ ?br />
安全技術(shù)措施
1、工作面?zhèn)涡辈贾?，適當(dāng)?shù)恼莆昭鲂苯嵌取Ｓ捎?煤層的傾角在35°左右，工作面傾斜長(zhǎng)98m ，為防止輸送機(jī)下滑，需仰斜一定的角度加以布置，根據(jù)生產(chǎn)中對(duì)這一參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，取仰斜角為10~12°，即回風(fēng)巷滯后運(yùn)輸巷8-10m ，在這種情況下煤壁片幫及冒頂事故均得到較好控制。
2、合理地布置工作面的采煤工序，采用及時(shí)支護(hù)的移架方式。這是由于落煤對(duì)頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于控頂距加大，支承壓力疊加和前移，使直接頂迅速下沉的作用。放頂或移架對(duì)頂板下沉的影響實(shí)質(zhì)上是由于支撐系統(tǒng)的卸載，直接頂失去平衡，在垮落瞬間對(duì)控頂區(qū)頂板產(chǎn)生的力矩作用。因此工作面避免落煤和放頂在同一地點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行，減緩頂板活動(dòng)程度，是改善頂板穩(wěn)定狀況的重要措施，一般錯(cuò)距不少于10-15m 。為減少機(jī)道空頂面積和時(shí)間，移架緊跟采煤機(jī)落煤也是改善頂板狀況的一個(gè)重要手段?！ ?br />
3、提高工作面的推進(jìn)速度，對(duì)改善頂板管理是有利的；
4、用水漲錨桿或木錨桿加固煤壁，提高煤體硬度；
5、提高液壓支架的初撐力，并帶壓移架，以求改善近煤壁處圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，減小端面頂板的下沉量及減輕煤壁片幫程度。具體的措施是提高支架的初撐力，特別是支架前梁的初撐力，并要求端面冒高不超過(guò)300mm ，端面距不超過(guò)340mm ，當(dāng)采高大于2.5~3.0m 時(shí)，支架應(yīng)帶護(hù)幫裝置，以免煤壁片幫擴(kuò)大無(wú)支護(hù)空間，如果碎頂范圍較大，則應(yīng)對(duì)破碎直接頂注入樹(shù)脂類粘結(jié)劑使其固化，以防止冒頂?！?br />
6、嚴(yán)格控制采高，盡量做到不留頂?shù)酌?，使支架直接支撐于頂板。?shí)踐證明，當(dāng)工作面留有頂煤時(shí)，往往會(huì)由于頂煤的松動(dòng)和冒落，使支架空頂，從而因支架頂部約束減小而引起支架失穩(wěn)傾倒，因此，當(dāng)頂板出現(xiàn)冒頂時(shí)，應(yīng)及時(shí)在支架頂部用木料接頂，背嚴(yán)查實(shí)，以有效地控制頂板?！【C采工作面預(yù)防片幫、冒頂安全技術(shù)措施
