??? 頂煤在移架過(guò)程中.依靠反復(fù)支撐繼續(xù)剪切破壞頂煤是一個(gè)非常重要的過(guò)程。但是，只有當(dāng)頂煤的前述兩個(gè)破壞過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的條件下，才能起到作用。支架阻抗力愈高，初撐力愈大(接近工作阻力)，其作用的發(fā)揮效果愈好。
??? 綜上所述可知，頂煤能否超前煤壁破壞是判別煤層可放性的基礎(chǔ)。只有煤壁前方出現(xiàn)壓力顯現(xiàn)隨老頂活動(dòng)而明顯變化的“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”，才有可能在不采取爆破等輔助性破煤措施的情況下，實(shí)現(xiàn)較高回收率的目標(biāo)。實(shí)踐證明，當(dāng)頂煤超前破壞不能實(shí)現(xiàn)(即無(wú)“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”)，特別是當(dāng)頂板比較堅(jiān)硬，不能隨頂煤放出而及時(shí)冒落的情況下，采用先開(kāi)采頂分層，網(wǎng)下放頂煤的方案是十分有效的。采用該方案，可以通過(guò)在支架前上方打眼爆破松動(dòng)后，依靠已經(jīng)歷過(guò)一次運(yùn)動(dòng)的頂板壓力破碎頂煤，實(shí)現(xiàn)高回收率放煤的目的。
3. 2放煤工藝及支架工況的確定
??? 在頂煤能氣破碎放出，頂板條件適宜的前提下，相適應(yīng)的正確的合理的放煤工藝及與之相適應(yīng)的支架選型和工作狀況的確定，是保證較高回收率的關(guān)鍵。
??? 綜采放煤工藝包括放煤程序、放煤步距、放煤時(shí)間及放煤量的控制等。合理的放煤工藝的實(shí)現(xiàn)，與支架型式選擇、支架初撐力和工作阻力的確定，以及支架在采場(chǎng)的實(shí)際工作狀態(tài)緊密的聯(lián)系在一起。合理的放煤工藝應(yīng)保證放煤過(guò)程中頂煤運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和規(guī)律性，保證直接頂板有規(guī)律的暴露(失去頂煤支承)和及時(shí)的冒落，見(jiàn)圖6－(a)，保證支架及時(shí)有規(guī)律的承壓，并按要求的工作狀況控制頂板的運(yùn)動(dòng)和頂煤的活動(dòng)。根據(jù)理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的分析，可以歸納出符合上述要求的工藝原則為:
①要保持要求的安全割煤和移架放煤間距，防止出現(xiàn)圖6-(b)所示支架蹬空(上方頂煤放空)，誘發(fā)端部漏頂事故。
②盡可能將放煤步距、移架步距與直接頂，特別是足夠厚度的下位巖層垮落步距統(tǒng)一起來(lái)。應(yīng)當(dāng)考慮研究移架步距與一次割煤步距不同步的放頂煤支架。
③采用依次連續(xù)跟進(jìn)順序放煤，以保證盡可能的擴(kuò)大已經(jīng)啟動(dòng)的放煤口寬度和已啟動(dòng)的頂煤順向流動(dòng)的連續(xù)性，保證直接頂板暴露和垮落的連續(xù)性和規(guī)律性。如果單口放煤不能滿足運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出能力的要求，可以采用分段同時(shí)工作方案。應(yīng)當(dāng)避免采用隨意間隔開(kāi)口分點(diǎn)放煤的工作程序。
??? 放頂煤支架必須有足夠的工作阻力和盡可能高的初撐力，保證控制頂煤和頂板運(yùn)動(dòng)的需要。支架的工作阻力絕對(duì)不能小于平衡垮落的直接頂作用力的需要。目前，由于不少放頂煤工作面頂煤回收不盡、采空區(qū)不均勻堆積的浮煤對(duì)頂板結(jié)構(gòu)組成和支承狀況的影響，實(shí)測(cè)出的支架阻抗力要比分層綜采低得多。必須指出，這個(gè)結(jié)果是靠老塘丟煤換來(lái)的，不能由此得出放頂煤綜采工作面支架阻抗力可以比分層綜采低的結(jié)論。
由圖6 - (a)可知，必須保證放頂煤支架在高承載(阻力高)和“高位態(tài)”(升架高度大.前后柱阻力和縮量相近)的狀況下工作。防止出現(xiàn)圖6- (b)所示支架上方蹬空和端部漏頂事故。實(shí)踐證明。對(duì)于采用低位放煤的四立柱支撐掩護(hù)式支架，使前后柱處于基本相同的高阻力狀態(tài)下工作，能保證在充分發(fā)揮頂板壓力破煤作用的同時(shí)，可靠的避免支架上方頂煤在移架前片塌的危險(xiǎn)。保持“放煤漏斗”中軸線偏向采空區(qū)是防止端部漏頂?shù)年P(guān)鍵。目前，某些放頂煤綜采工作面以想象有利于放煤需要.人為降低后立柱高度和阻抗力的做法是不正確的。
??? 在移架過(guò)程中保證支架前后柱能升到要求的高度并達(dá)到要求的初撐力.是保證支架按高承載和高位態(tài)狀況下工作的關(guān)鍵。
3. 3提高放頂煤開(kāi)采采區(qū)回收率的措施
??? 提高綜放采區(qū)回收率要從提高工作面頂煤放出率和減少護(hù)巷煤柱損失兩個(gè)方面同時(shí)入手。對(duì)于厚度超過(guò)10m的厚煤層，特別是在直接頂板堅(jiān)硬的條件下，應(yīng)采用在開(kāi)切眼處強(qiáng)放直接頂，先采頂分層網(wǎng)下放頂煤的方案。這樣既發(fā)揮了網(wǎng)下綜放回收率高的優(yōu)勢(shì)，又能避免整層放頂煤綜采老頂?shù)谝淮蝸?lái)壓期間高的頂煤損失。在減少護(hù)巷煤柱損失方面的關(guān)鍵措施是改變開(kāi)拓準(zhǔn)備布置，實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中掘進(jìn)和維護(hù)回采巷道。
??? 從前述“綜放采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型”的特點(diǎn)可知，同一煤層“綜放”條件下，支承壓力影響范圍和其中的寬度，都要比分層開(kāi)采條件下大得多。這一結(jié)果說(shuō)明，如果采用在原始應(yīng)力區(qū)開(kāi)掘巷道的煤柱護(hù)巷布置，“綜放”條件下的煤柱損失，將會(huì)比同一煤層分層開(kāi)采大得多。相反，由于“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”范圍擴(kuò)大.采取在穩(wěn)定的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中開(kāi)掘和維護(hù)巷道，就有了更加可靠的條件。
4放頂煤綜采安全開(kāi)才的條件
??? 在“綜放”采場(chǎng)是否更容易發(fā)生巖層運(yùn)動(dòng)和礦山壓力有關(guān)的沖擊地壓、瓦斯和煤層突出等重大事故?能否避免這些事故的發(fā)生?
??? 可以想象，在“綜放”條件下，由于頂煤的厚度大，無(wú)論是巷道還是工作面，這類(lèi)事故一旦發(fā)生，其突出強(qiáng)度都有可能比分層開(kāi)采大得多。但必須指出，不考慮具體開(kāi)采條件下巖層運(yùn)動(dòng)和礦山壓力分布的特點(diǎn)，不考慮巷道開(kāi)掘的位置和開(kāi)掘時(shí)間的區(qū)別，簡(jiǎn)單得出“開(kāi)采深度大，沖擊地壓和瓦斯煤層突出危險(xiǎn)大”的結(jié)論，是不正確的。同樣，簡(jiǎn)單認(rèn)為“綜放”條件下，由于一次開(kāi)采厚度增加，沖擊地壓和瓦斯煤層突出危險(xiǎn)性增加，也是不正確的。不能離開(kāi)“綜放”條件下，礦山壓力和巖層運(yùn)動(dòng)及相應(yīng)的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相應(yīng)的開(kāi)采決策變化的可能性來(lái)談這些問(wèn)題。
4.1沖擊地壓事故及防治條件
??? 研究和實(shí)踐證明，在單一重力應(yīng)力場(chǎng)條件下，當(dāng)開(kāi)采深度達(dá)到一定值后，只要煤層沖擊傾向具備，都有發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)，沖擊地壓發(fā)生的地點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的條件包括:
??? ①在支承壓力的高峰區(qū)域開(kāi)掘巷道。到目前為止，無(wú)論是水采和旱采，都還沒(méi)有見(jiàn)到在穩(wěn)定的“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”中開(kāi)掘巷道發(fā)生沖擊地壓的實(shí)例;
??? ②當(dāng)堅(jiān)硬的老頂巖梁裂斷時(shí)發(fā)生的動(dòng)壓沖擊和應(yīng)力高峰的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，在工作面和相鄰巷道中(應(yīng)力高峰轉(zhuǎn)移的部位)產(chǎn)生沖擊和突煤事故。顯然如果有“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”作為緩沖，這類(lèi)事故發(fā)生的可能性及強(qiáng)度都會(huì)小得多。
??? 針對(duì)上述事故發(fā)生的條件及放頂煤綜采采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型中“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”范圍將擴(kuò)大的特點(diǎn)，可以肯定的說(shuō)，只要采用在“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”開(kāi)掘巷道的布署，避免發(fā)生沖擊地壓危險(xiǎn)的可能性，要比同一煤層分層綜采有利得多。
4.2瓦斯煤層突出事故的發(fā)生和防治條件
??? 顯然，在已經(jīng)產(chǎn)生裂隙和破壞的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)，不具備儲(chǔ)存大量的高能瓦斯的條件，只有在封閉性好，處于彈性高壓狀態(tài)的“外應(yīng)力場(chǎng)”中，才有儲(chǔ)存大量高能瓦斯的可能。因此，象避免沖擊地壓一樣，只要實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定的內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中開(kāi)掘和維護(hù)回采巷道，就能夠避免瓦斯煤層突出事故的發(fā)生。從這一點(diǎn)出發(fā)，可以說(shuō)“綜放”條件下發(fā)生瓦斯煤層突出事故的可能性也要比分層開(kāi)采為小。
4. 3關(guān)于頂板事故發(fā)生和防治條件問(wèn)題
??? 綜采支架是在頂煤的掩護(hù)下工作，因此，只要保證要求的支架工作阻抗能力，使支架能在“高阻力”、“高位態(tài)”的狀態(tài)下工作，避免發(fā)生架上放空、架前漏頂?shù)氖鹿剩梢钥隙ǖ恼f(shuō)，綜放條件下頂板事故發(fā)生的可能性及對(duì)生產(chǎn)的影響要遠(yuǎn)比分層開(kāi)采小得多。
5“綜放”采場(chǎng)高速推進(jìn)的條件間題
??? 由于“綜放”工作面對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和采高及煤層厚度變化的適應(yīng)性比分層開(kāi)采有利得多，加之發(fā)生頂板冒落事故的可能性小，因此，只要注意保證高的頂煤放出率，工作面高速推進(jìn)是比較容易實(shí)現(xiàn)的。實(shí)踐證明，當(dāng)前影響“綜放”工作面高速推進(jìn)的關(guān)鍵是回采巷道的掘進(jìn)和維護(hù)問(wèn)題。如果采用煤柱護(hù)巷，很容易把巷道錯(cuò)誤的布置在支承壓力的高峰區(qū)，由此造成的巷道維護(hù)工作量會(huì)比分層綜采成倍的增加.回采工作面推進(jìn)將會(huì)遇到特大的困難。由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)很少對(duì)采場(chǎng)支承壓力分布進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，這種情況的發(fā)生是經(jīng)常的.因此，在搞清現(xiàn)場(chǎng)采場(chǎng)支承壓力分布的前提下，盡量采用在“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”中開(kāi)掘和維護(hù)回采巷道，是“綜放”條件下保證工作面高速推進(jìn)的關(guān)鍵。
6幾點(diǎn)結(jié)論
??? ①不能簡(jiǎn)單孤立的用煤層強(qiáng)度高低、頂板強(qiáng)度及開(kāi)采深度大小等賦存條件作為“綜放”使用條件的判據(jù)，應(yīng)當(dāng)把建立具體煤層條件下的實(shí)際采場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型作為“綜放”條件研究的基礎(chǔ)。因此，深化現(xiàn)場(chǎng)巖層運(yùn)動(dòng)和礦山壓力分布的研究，完成在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)建立采場(chǎng)實(shí)際結(jié)構(gòu)模型的實(shí)踐，是當(dāng)前“綜放”發(fā)展的關(guān)鍵。
??? ②采場(chǎng)前方支承壓力分布出現(xiàn)“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)“綜放”高效安全開(kāi)采的客觀基礎(chǔ)。對(duì)于不出現(xiàn)“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”結(jié)構(gòu)的采場(chǎng)，特別是在頂板來(lái)壓步距較大的情況下，應(yīng)當(dāng)采用先采頂分層網(wǎng)下綜放的方案。
??? ③采用能平衡頂煤及直接頂板作用力所必須的工作阻力的支架，保證該支架在“高阻力”、“高位態(tài)”下工作(即保證升架的高度和高的初撐力)，以及采取正確的開(kāi)采程序，實(shí)現(xiàn)在“內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)”中掘進(jìn)和維護(hù)回采巷道，是實(shí)現(xiàn)“綜放”高效安全開(kāi)采的關(guān)鍵。
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