CN107687348A - 用柔性气囊处理综采工作面顶板事故的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用柔性气囊处理综采工作面顶板事故的方法，包括综采工作面冒顶、综采工作面既冒顶又片帮、综采工作面煤壁腮角空、综采工作面巷道帮空的处理方法。其采用柔性气囊并充气加压，代替挑板、打木垛、背板、打柱子，提供临时支护，保障快速接顶、封帮；最后通过及时拉移支架，控制冒顶、片帮区域、煤壁腮角、巷帮及其附近围岩，快速、安全、可靠地解决综采工作面冒顶、片帮区域、煤壁腮角空、巷道帮等空问题。该方法简单，易操作，效果好，为施工安全提供了可靠保障。解决了现有方法在处理过程中需要空顶作业、登高作业、施工工艺复杂、施工时间长、施工安全难以保障等问题。

Description

用柔性气囊处理综采工作面顶板事故的方法

技术领域

本发明涉及煤矿综采工作面顶板事故处理方法，具体是一种用柔性气囊处理综采工作面顶板事故的方法。

背景技术

煤矿综采工作面冒顶、片帮、巷道帮空是煤矿生产的重大灾害之一，冒顶、片帮、巷道帮空区域巷道顶板处理不当，容易发生顶板的再次垮冒，造成人员伤亡和设备的损坏，影响煤矿的安全生产。

目前，国内外煤矿处理巷道冒顶、劈帮、巷道帮空的方法主要有 ：挑板、打木垛接顶法、撞楔法、小板充填插背法等，这些方法均需要施工人员长时间在无支护的巷道顶板下作业，通常冒顶、片帮及巷道帮空区域巷道顶板岩性差、松散破碎、自承载能力差，极易发生再次冒顶，引发次生灾害，因此施工人员的安全难以保证。同时在综采工作面冒落较高时，需要搭设脚手架进行登高作业，采用大方打木垛接顶方法、单体液压支柱配合大方挑板支护法、小板填充插背法、撞楔法等工序复杂，施工进度缓慢，更增加了施工的不安全性。且金属支架木垛法、撞楔法等采用木材进行接顶，存在接顶不实，木材在潮湿环境下容易腐烂的问题。采面操作空间狭窄运送、操作单体液压支柱和打木垛不方便，因此急需一种简单、安全、可靠的煤矿综采工作面冒顶、劈帮、巷道帮空处理方法。

CN103306725B公开了一种采煤工作面用柔性气囊封堵隅角的方法，其目的在于赶走瓦斯，防止瓦斯集聚，导致瓦斯事故，属于煤矿通风安全方面的方法，并非用于处理综采工作面顶板事故。

CN103321654B公开了一种柔性气囊处理煤矿巷道冒顶的方法，是掘进时用于巷道中半永久性支护的方法（即在巷道使用过程中必须保证气囊完好，达到较长期支护的目的[在巷道使用、服务期间]），且上述方法工艺复杂、工序多，需要时间长，达不到快速、高效处理的目的，不适用于综采工作面采面劈帮、冒顶事故的问题。

发明内容

本发明旨在解决已有技术存在的问题，而提供一种操作简单、安全、快速的用柔性气囊处理综采工作面顶板事故的方法，包括综采工作面冒顶、综采工作面既冒顶又片帮、综采工作面煤壁腮角空、综采工作面巷道帮空的处理方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种用柔性气囊处理综采工作面冒顶的方法，是在综采工作面冒顶区域，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁不片帮或片帮距离小于1m时，用柔性气囊处理的方法，按下述步骤进行：

（1）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊（1），并折叠成合适大小并用松紧带将气囊与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路；

（2）在综采工作面冒顶区域液压支架前梁两侧或前方空隙处，使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊依次塞入到支架上方的空顶区；

（3）在冒顶区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（4）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

一种用柔性气囊处理综采工作面既冒顶又片帮的方法，是在综采工作面既冒顶又片帮区域，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁片帮距离在1～2.5m之间且片帮区域伴随冒顶，形成顶空空间，无法控制顶板、煤壁时，用柔性气囊处理的方法，按下述步骤进行：

（1）在综采工作面冒顶、劈帮的支架前梁上沿工作面走向，每组支架上均匀布置两块3m大方，大方一端担在液压支架前梁不少于0.3m，另一端顶到煤壁，煤壁侧板头下打牢1棵单体液压支柱；

（2）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊，并折叠成合适大小并用松紧带将气囊与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路；

（3）使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊从液压支架上方的大方间隔空隙送入冒顶区域，柔性气囊数量根据冒顶区域以及柔性气囊的体积关系进行确定；

（4）在冒顶、片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（5）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

一种用柔性气囊处理综采工作面煤壁腮角空的方法，是在大采高综采工作面劈帮但顶板较完整区域，由于煤壁松软片帮，液压支架无法控制顶板、煤壁时，用柔性气囊处理的方法，按下述步骤进行：

（1）在大采高综采工作面劈帮处支架前梁护帮板前，布置大小合适的柔性气囊，连接好充气管路；

（2）将液压支架护帮板拍出，然后在片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（3）当充填的柔性气囊贴煤壁后，机组走底刀割煤，机组过去后迅速推溜子、拉移液压支架，在液压支架移动过程中柔性气囊受力，在泄压阀作用下泄压变小，减小液压支架移动阻力；

（4）重复机组走底刀后，推溜子移架工序，使液压支架护帮板逼帮，达到有效支护煤壁的目的；

（5）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

一种用柔性气囊处理综采工作面巷道帮空的方法，是在综采工作面上下腮角顶板破碎，巷道帮空，回采过程中经常性的漏冒顶，造成支架顶部总是漏空，导致下端头支架倾斜，上端头支架顶部瓦斯超限时，用柔性气囊处理的方法，按下述步骤进行：

（1）在综采工作面上下腮角处使用长度合适的大方包角，大方一端担在液压支架前梁不少于0.3m，另一端板头下打牢1棵单体液压支柱；

（2）依据综采工作面上下腮角及巷道帮空区域的实际范围，选择合适大小的柔性气囊塞入上下腮角及巷道帮空处，充气孔朝外，连接好充气管路；

（3）在填充的柔性气囊3ｍ以外区域给柔性气囊充气，并保持柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（4）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，使之达到形成有效接顶、贴帮，达到支护上下口腮角及充填巷帮的目的。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

（1）在综采工作面冒顶区域 ，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁不片帮或片帮距离小于1m时，顶板无法得到有效控制，从而可能导致冒顶范围扩大，需要打木垛接顶时，采用柔性气囊充气加压后充填，可以实现快速接顶，有效控制顶板，防止冒顶情况加剧。

（2）在综采工作面既冒顶又片帮区域 ，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁片帮距离在1～2.5m之间且片帮区域伴随冒顶，形成顶空空间，无法有效控制顶板、煤壁时，在每组液压支架挑两块大板后采用柔性气囊充气加压后充填，可以实现快速接顶、逼帮，有效控制顶板、煤壁，防止冒顶情况加剧。

（3）在大采高综采工作面劈帮但顶板较完整区域 ，由于煤壁松软片帮，液压支架无法有效控制顶板、煤壁时，为预防因片帮发生冒顶事故，在液压支架护帮板前方采用柔性气囊充气加压后逼帮，可以实现快速、有效的控制顶板、煤壁，防止因片帮引起冒顶事故。

（4）在综采工作面煤壁腮角顶板破碎，甚至有时造成巷道帮空严重，回采过程中经常性的漏冒顶,造成支架顶部总是漏空,导致下端头支架倾斜，上端头支架顶部瓦斯超限等问题，采用常规维护方法处理，会极大地影响工作面安全生产，而采用在工作面煤壁腮角及巷帮空出冲填柔性气囊，即可实现快速、有效的控制腮角破碎顶板，防止腮角掉货、及瓦斯超限等事故。

（5）在支架拉移控制顶板后，部分气囊可通过泄压阀泄压后可以回收再利用。

附图说明

图1是采面冒顶不劈帮区域柔性气囊充填示意图；

图2是采面冒顶又劈帮区域柔性气囊充填示意图；

图3是采面劈帮不冒顶区域柔性气囊充填示意图；

图4是采面上、下角及帮空顶区域柔性气囊充填示意图；

图中：1-液压支架；2-空顶区；3-柔性气囊；4-煤壁；5-大板；6-单体液压支柱。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明。

参见图1，在综采工作面冒顶区域，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁不片帮或片帮距离小于1m时，顶板无法得到有效控制，从而可能导致冒顶范围扩大，需要打木垛接顶时，可采用柔性气囊充气加压后充填，从而实现快速接顶，有效控制顶板，防止冒顶情况加剧，具体操作步骤如下：

（1）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊3并折叠成合适大小并用松紧带将气囊与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路。

（2）在综采工作面冒顶区域液压支架前梁两侧或前方空隙处，使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊依次塞入到支架上方的空顶区2

（3）在冒顶区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊3充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；所述气囊为矿用柔性充气气囊3。

（4）当充填的柔性气囊3接顶、贴煤壁4后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到形成有效支护顶板的目的，从而实现安全、高效解决冒顶事故，降低处理冒顶事故的危险性，减少综采工作面因处理冒顶事故的影响时间，提高回采效率。

参见图2，在综采工作面既冒顶又片帮区域 ，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁4片帮距离在1～2.5m之间且片帮区域伴随冒顶，形成空顶区2，无法有效控制顶板、煤壁时，可在每组液压支架挑两块大板〖5〗后采用柔性气囊3充气加压后充填，从而实现快速接顶、逼帮，有效控制顶板、煤壁，防止冒顶情况加剧，具体操作步骤如下：

（1）在综采工作面冒顶、劈帮的支架前梁上沿工作面走向方向，每组支架上均匀布置两块3m大方5，大方5一端担在液压支架前梁不少于0.3m，另一端顶到煤壁4，煤壁侧板头下打牢１棵单体液压支柱6；所述大方5规格为3m*0.16m*0.18m。

（2）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊3，并折叠成合适大小并用松紧带将柔性气囊3与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路。

（3）使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊3从液压支架1上方的大方间隔空隙送入空顶区2，柔性气囊3数量根据冒顶区域以及柔性气囊3的体积关系进行确定。

（4）在冒顶、片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊3充气，并保持每个柔性气囊3气压在0.1～0.25 MPa；所述气囊为矿用柔性气囊3。

（5）当充填的柔性气囊3接顶、贴煤壁4后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架1，使液压支架1间接接顶、护帮板逼帮，达到形成有效支护顶板的目的，从而实现安全、高效解决冒顶事故，降低处理冒顶事故的危险性，减少综采工作面因处理冒顶事故的影响时间，提高回采效率。

参见图3，在大采高综采工作面劈帮但顶板较完整区域，由于煤壁松软片帮，液压支架1无法有效控制顶板、煤壁4时，为预防因片帮发生冒顶事故，可在液压支架1护帮板前方采用柔性气囊3充气加压后逼帮，从而实现快速、有效的控制顶板、煤壁，防止因片帮引起冒顶事故，具体操作步骤如下：

（1）在大采高综采工作面劈帮处液压支架1前梁护帮板以前布置大小合适的柔性气囊3，连接好充气管路。

（2）将液压支架1护帮板拍出，然后在片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊3充气，并保持每个柔性气囊3压在0.1～0.25 MPa；所述气囊为矿用柔性气囊3。

（3）当充填的柔性气囊3贴煤壁4后，机组走底刀割煤，机组过去后迅速推溜子、拉移液压支架1，在液压支架1移动过程中柔性气囊3受力，在泄压阀作用下泄压变小，从而减小液压支架1移动阻力。

（4）重复机组走底刀后，推溜子移液压支架1工序，使液压支架1护帮板逼帮，达到形成有效支护煤壁4的目的，从而实现安全、高效解决工作面片帮事故，有效预防因片帮引起冒顶事故的发生，降低处理冒顶事故的危险性，减少综采工作面因处理冒顶事故的影响时间，提高回采效率。

（5）当充填的柔性气囊3接顶、贴煤壁4后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架4，使液压支架4间接接顶、护帮板逼帮，达到形成有效支护顶板的目的，消除因工作面冒顶引发的安全事故，减少综采工作面因处理冒顶事故的影响时间，提高回采效率。

参见图4，在综采工作面煤壁4腮角顶板破碎，甚至有时造成巷道帮空严重，产生空顶区2，回采过程中经常性的漏冒顶,造成支架顶部总是漏空,导致下口支架倾斜问题，采用常规维护方法处理，极大地影响了工作面安全生产。为解决上述问题，可采用在工作面上下腮角及巷帮空空顶处2处充填柔性气囊3，从而实现快速、有效的控制腮角破碎顶板，防止腮角掉货、冒顶等事故，具体操作步骤如下：

（1）在综采工作面煤壁腮角处使用长度合适的大方5包角，大方5一端担在液压支架1前梁不少于0.3m，另一端大方5下打牢1棵单体液压支柱6；所述大方5规格为0.16m*0.18m。

（2）依据综采工作面煤壁腮角及巷道帮空区域的实际空顶区2范围，选择合适大小的柔性气囊3塞入上下腮角及巷道帮空空顶区2处，充气孔朝外，连接好充气管路。

（３）在填充的柔性气囊3的3ｍ以外区域给柔性气囊3充气，并保持柔性气囊3气压在0.1～0.25 MPa；所述气囊为矿用柔性充气气囊3。

（4）当充填的柔性气囊3接顶、贴煤壁4后，迅速将充气管路撤下，使之达到形成有效接顶、贴帮，达到支护上下口腮角及充填巷帮空顶区2的目的，消除因工作面腮角漏冒、帮空引发的安全事故，减少综采工作面因处理腮角、帮空事故的影响时间，提高回采效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制，任何未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种用柔性气囊处理综采工作面冒顶的方法，是在综采工作面冒顶区域，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁不片帮或片帮距离小于1m时，用柔性气囊处理的方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊，并折叠成合适大小并用松紧带将气囊与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路；

（2）在综采工作面冒顶区域液压支架前梁两侧或前方空隙处，使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊依次塞入到支架上方的空顶区；

（3）在冒顶区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（4）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

2.一种用柔性气囊处理综采工作面既冒顶又片帮的方法，是在综采工作面既冒顶又片帮区域，支架上顶形成空间，支架无法接顶，煤壁片帮距离在1～2.5m之间且片帮区域伴随冒顶，形成顶空空间，无法控制顶板、煤壁时，用柔性气囊处理的方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）在综采工作面冒顶、劈帮的支架前梁上沿工作面走向，每组支架上均匀布置两块3m大方，大方一端担在液压支架前梁不少于0.3m，另一端顶到煤壁，煤壁侧板头下打牢1棵单体液压支柱；

（2）依据综采工作面现场冒顶区域顶空的实际范围，选择合适大小和数量的柔性气囊，并折叠成合适大小并用松紧带将气囊与长杆固定好，充气孔朝外，连接好充气管路；

（3）使用长杆将准备充足的大小合适的柔性气囊从液压支架上方的大方间隔空隙送入冒顶区域，柔性气囊数量根据冒顶区域以及柔性气囊的体积关系进行确定；

（4）在冒顶、片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（5）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

3.一种用柔性气囊处理综采工作面煤壁腮角空的方法，是在大采高综采工作面劈帮但顶板较完整区域，由于煤壁松软片帮，液压支架无法控制顶板、煤壁时，用柔性气囊处理的方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）在大采高综采工作面劈帮处支架前梁护帮板前，布置大小合适的柔性气囊，连接好充气管路；

（2）将液压支架护帮板拍出，然后在片帮区域3ｍ以外区域依次给柔性气囊充气，并保持每个柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（3）当充填的柔性气囊贴煤壁后，机组走底刀割煤，机组过去后迅速推溜子、拉移液压支架，在液压支架移动过程中柔性气囊受力，在泄压阀作用下泄压变小，减小液压支架移动阻力；

（4）重复机组走底刀后，推溜子移架工序，使液压支架护帮板逼帮，达到有效支护煤壁的目的；

（5）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，然后拉移冒顶区域范围的液压支架，使液压支架间接接顶、护帮板逼帮，达到有效支护顶板的目的。

4.一种用柔性气囊处理综采工作面巷道帮空的方法，是在综采工作面上下腮角顶板破碎，巷道帮空，回采过程中经常性的漏冒顶，造成支架顶部总是漏空，导致下端头支架倾斜，上端头支架顶部瓦斯超限时，用柔性气囊处理的方法，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）在综采工作面上下腮角处使用长度合适的大方包角，大方一端担在液压支架前梁不少于0.3m，另一端板头下打牢1棵单体液压支柱；

（2）依据综采工作面上下腮角及巷道帮空区域的实际范围，选择合适大小的柔性气囊塞入上下腮角及巷道帮空处，充气孔朝外，连接好充气管路；

（3）在填充的柔性气囊3ｍ以外区域给柔性气囊充气，并保持柔性气囊气压在0.1～0.25 MPa；

（4）当充填的柔性气囊接顶、贴煤壁后，迅速将充气管路撤下，使之达到形成有效接顶、贴帮，达到支护上下口腮角及充填巷帮的目的。