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绪 言
根据黄家庄煤矿矿井《安全专篇》的要求，黄家庄煤矿为了完成矿井技改扩能、完善矿井安全设施，实现矿井技改，达到矿井年生产规模30万吨的目的，黄家庄煤矿根据矿井的地质条件、矿压、顶底板岩层结构等因素，选用了适合的支护材料和支护方式，防止煤矿顶板事故的发生。近几年来，黄家庄煤矿在顶板管理、支护方式上进行了一系列的调整和改革，取得了一定的成效，使之符合《矿井设计》及《安全专篇》的要求，生产能力逐年提高，顶板事故得到有效控制，矿井抗灾能力大幅提高，矿井实现了安全生产，满足矿井安全、生产、发展的需要。
黄家庄煤矿在支护改革过程中，根据矿井的巷道围岩及采面顶板实际情况，合理选择矿井的支护材料和支护方式，提高矿井的抗灾能力，有效控制了顶板事故，降低支护成本，现将矿上在顶板管理上的一些做法总结后，与各兄弟单位进行交流。
第一节 矿井概况
黄家庄煤矿位于贵州省安顺市平坝县天龙镇高院村，距平坝县城滇黔铁路新平坝站23km，距天龙站台11km，距清(镇)——镇(宁)高速9km，距贵黄高等级公路10km。从天龙到乐平为四级柏油县道，乐平到井口为2.5km的准四级砂石路，交通十分方便。
黄家庄煤矿为平硐开拓，盘区布置，年设计生产能力为30万吨，核定生产能力为30万吨/年，矿区面积为6.7911km2，矿井可采煤层两层，即M8、M9煤层，矿井地质构造简单，倾角5°—10°，平均8°；煤层埋藏深度为100—150m左右。矿井水文地质条件简单，最大涌水量30m3/h，正常涌水量22m3/h，通过水沟自流出井；矿井通风方式为中央并列抽出式，矿井为低瓦斯矿井相对瓦斯涌出量为8.02m3/t,绝对瓦斯涌出量为5.87m3/min。运输采用7吨架线机车运输；矿井供电两趟10kv供电线路进矿，两趟6kv下井，实现双电源供电；采煤工作面支护采用DZ-25/100外注式单体液压配合HDJA型铰接顶梁进行支护。采用放炮落煤、人工装煤、刮板皮带运输、全部垮落法处理采空区。
矿井地压无异常，地温无异常。第二节 原用支护方式及效果
该矿原巷道支护采用木棚及木点柱支护，巷道高度宽度受限，巷道断面一般在4.5m2左右，行人、运输、通风不畅，木质支护材料易腐烂，支护性能差，材料使用周期短，巷道维护工作量大，特别在过地质构造变化带时，巷道支护安全可靠性差，易冒顶翻帮，掘进工作环境危险，１ 生产系统运行受阻。
回采工作面原采用木柱或摩擦金属支柱配合绞接顶梁支护，顶板初撑力小，切顶困难，支柱容易被压成 “死柱”，控制顶板效果差，抗灾能力弱，局部冒顶事故发生率较高，支柱丢失较多，回采工作面长度受限，造成煤炭资源回收率低，坑木消耗量大，安全生产条件差，回柱放顶比较困难，生产效率低，经济与安全上都不利，严重制约生产力发展，矿井局部冒顶事故多发。为此黄家庄煤矿大力抓好煤矿支护改革，以减少煤矿事故的发生，提高矿井的安全管理，解放和发展生产力，合理安全开发矿产资源，降低坑木消耗，保护森林资源。
第三节 现在支护方式及效果
现在巷道采用工字钢架棚、工字钢带帽点柱及锚网喷浆支护。支护效果得到了提高，有效控制了顶帮事故，巷道的维护量减少，降低了支护成本，掘进工作开展顺利，生产系统运作顺畅。
回采工作面采用单体液压支柱配合绞接顶梁支护，支护效果得到了提高，有效的控制顶板事故，保证了采面的安全生产，且单体液压支柱材料回收率高，降低了采面支护成本，采煤工作面长度提高30%，减少了煤柱留设，提高了采面煤炭资源的回收，生产系统顺畅运转。
以下分析黄家庄煤矿对支护方式上的选择：
一、巷道的支护方式选择：
1、回采巷道服务时间短，巷道断面积不大，支架回收周期为6～15个月左右。
本矿煤层埋藏比较浅（100—150m m），伪顶比较厚，矿压小，巷道变形不严重，巷底板坚硬稳定，不易产生变形，巷道底板不需加固，巷道支护只考虑顶部和两帮。
2（1）采用工字钢架棚支护，巷道断面6.2 m（上宽2.8m、下宽3.4m、高2.0m），初期投资(含小板)每米巷道超过1100元，但是，工字钢支架复用率较高(回收率约80%，可回收近900元/m，实际损耗约200元/m）。完成1个走向长600m、工作面长120m的采面支护，需投资145.2万元，可回收近110万元，实际损耗约35.2万元(含小板不复用)。工字钢支护材料运输相对困难，但复用率高，长期使用下来，综合成本比较低。
（2）采用锚网支护，巷道断面6.8 m2（宽3.4m、高2.0m），初期投资每米巷道为770元，煤层2米多的伪顶比较难控制，而且支护速度比较缓慢（打眼上锚杆缓慢），回收复用率低（回收锚杆复用率约27%，每米可回收量不足210元，实际损耗约560元/m），完成1个走向长600m、工作面长120m的采面支护，需投资约102万元，可回收约27.5万元，２ 实际损耗超过74万元。锚网支护材料轻便，运输相对容易，长期使用下来，综合成本比较高。
综合以上因素，煤层内的回采巷采用工字钢架棚支护比较经济合理。
2、开拓巷道服务时间长，巷道断面积大，支护材料回收周期为几年至十几年，不考虑回收复用。
（1）采用工字钢，巷道断面9.0 m2（宽3.6米、m2.5m），初期投资大（含小板投资1200元/m），运输相对困难，支护时比较困难，巷道断面受限，巷道维护工作量大，长期使用下来，综合成本比较高。
（2）采用锚网支护，巷道断面9.0 m2（宽3.6m高、2.5m），初期投资小（巷道锚网1210元/m），开拓巷道服务周期长，锚杆的回收复用不考虑。材料运输相对容易，巷道宽度不受支护材料限制，适用于服务周期长，巷道断面大的开拓巷道。
综合以上因素，开拓巷道采用锚网支护与工字钢支护相比投资差异不大，但考虑巷道服务周期长，巷道断面大，通风阻力小，巷道维修工程量少，安全可靠系数高，应优先选择锚网支护。
二、回采工作面支护方式的选择
回采工作面煤层厚度平均厚度为1.7m，煤层结构变化复杂，为了回采工作面的安全生产，有效的控制顶板事故，防止顶板冒落，本矿采用DZ—25/100外注式单体液压支柱配合HDJA—1000型绞接顶梁进行支护，支柱规格有1.0m、1.2m、1.4m、1.6m、1.8m、2.0m、2.2m、2.5m、3.5m，保证采煤工作面的安全，适应煤层厚度变化。
优点：初撑力可达25t，有效控制顶板离层，可实现远距离回柱放顶，操作简单，支护有力，循环使用，降低支护成本，保证了采面的安全回采。管理要点：加强液压系统的管路维护和乳化泵保养，确保乳化液压强达到18MPa。
综合考虑，建议支护方式
（1）开拓巷道：采用锚网喷支护；(见下图1)（2）开拓巷道：采用工字钢架棚支护；(见下图2)（3）回采巷道采用锚网喷支护；(见下图3)（4）回采巷道：采用工字钢架棚支护；(见下图4)
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图1
图2
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第四节 加强顶板管理建议
1、煤矿顶板管理首先要确定适应本矿巷道断面、围岩性质、矿山
５ 压力、巷道用途、服务年限、生产能力等选择支护方式及材料。回采工作面支护应根据煤层厚度、顶底板岩性、地质条件、选择适合的支护方式和材料。采用稳定性、可靠性较高的钢铁支护或其他先进的支护方式对顶板管理十分重要。
2、健全顶板管理制度，不折不扣严格执行。制定顶板系列标准和规范，作为日常顶板管理工作的依据，保证顶板管理工作有章可循，有制度可依。就要不折不扣坚持执行，这样才能达到预防顶板事故的目的。
3、重点加强班组建设，充分发挥班组长在顶板管理中的作用。他们是生产一线的指挥员和战斗员，对生产情况、顶板情况、自然条件的变化等最熟悉，他们能够带头遵章作业，遇到各种情况作出正确判断和采取正确的措施，果断处理，就可以避免顶板事故。加强他们的培训和安全教育，提高他们的素质，使他们在顶板管理中发挥积极的作用。
4、回采工作面两端头、回拄放顶、切顶线，炮后煤壁区等地质变化带现场管理。这些地点是顶板事故的多发区和多发段，两出口是顶板管理的重点部位，是顶板管理的重中之重。
黄家庄煤矿
2009年11月16日
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