摘要：開采復合煤層的頂板管理在技術上和管理上的難度都是較大的，主要是頂板的維護和管理，我礦在開采6#煤的過程中，由于煤層厚度達12m,，屬于較厚煤層，且煤層屬不整合層狀發(fā)育，在正常開采過程中，受采動老頂活動影響較大，在周期來壓期間，工作面溜子機頭和機尾處、工作面上下安全出口及兩道出現(xiàn)不同程度的頂板下沉，幫部壓垮等現(xiàn)象，極容易出現(xiàn)工作面漏、冒頂的危害，尤其在當工作面遇到斷層、褶曲等地質構造帶時，頂板管理和維護及其困難，對安全生產極為不利。本次論文結合我礦復合型厚煤層的綜放工作面的頂板管理經驗，進行簡要闡述。
關鍵詞：綜放工作面? 復合煤層? 頂板管理技術
1煤層及頂板概況
1.1煤層情況描述
我礦6#煤層為復合煤層，主要分布于我礦井田的東部，煤層厚約11.28m～13.85m，平均12.68m，該煤層屬不穩(wěn)定煤層，結構較復雜，一般含夾石0～6層，夾石巖性多為炭質泥巖及泥巖，各夾石厚度一般都在0.4m左右，累計夾石厚度為2m多。主要分布在礦井東翼采區(qū)，采煤方法以綜采放頂煤為主。
1.2煤層的頂板情況
煤層頂板以老頂為主，直接頂次之，無偽頂分布。直接頂為泥巖、砂質泥巖及粉、細砂巖，單層厚度0.90-5.60m，地層巖性主要為泥巖、砂質泥巖及粉、細砂巖，局部具含礫粗砂巖。老頂為中、粗砂巖且局部含礫巖，單層厚度1.5-13.3m平均厚度約6m左右,該地形多為塊狀構造，鈣質及泥質膠結，膠結較為松散其微細層理，節(jié)理、裂隙發(fā)育不完整，頂板總體性差。
2綜放工作面局部片幫冒頂原因分析
2.1 綜放工作面片幫冒頂原因
(1)礦壓因素。我礦6#煤層工作面周期來壓步距根據現(xiàn)場數據觀測一般為20-30m之間，頂板活動比較頻繁。根據以上地質資料可知煤層頂板主要為砂巖，而且成塊狀構造，同時頂板各巖層之間為鈣質和泥質膠結，在厚煤層放頂煤開采之后，老頂隨工作面開采極易下沉，形成礦壓，破壞工作面兩出口的巷道支護及工作面煤壁的支撐性，危害較大。
(2)地質因素。
根據以上對我礦煤層結構、頂板巖層情況分析，可以看出我礦6#煤層較厚，而且煤層中間有1-6層泥質夾矸，屬于厚煤層不整合接觸，煤層整體性極為脆弱，在放頂煤開采過程中，在受原巖應力自身釋放和老頂下沉受壓的綜合作用，煤體受到很大破壞。我礦在開采工程中，工作面煤壁多處經?？梢钥吹狡瑤同F(xiàn)象，同時工作面上下出口及超前支護段巷道頂板下沉較為嚴重。尤其在工作面遇到斷層以及褶曲帶時，一般在斷層帶和褶曲背向處煤層幾乎成碎、粒狀，煤幫基本起不到承壓作用，原有支護也受到極大破壞，極易造成工作面出現(xiàn)漏頂和冒頂。
（3）綜放工作面管理及操作不當。同時我們還發(fā)現(xiàn)，工作面支架的有效管理對于頂板壓力的控制也極為關鍵，尤其支架選型以及日常操作、檢修工作是重中之重，比如在移架時沒有接實頂板，造成初撐力不足，工作面沒有及時移架形成空頂等操作都會影響到頂板的有效控制；同時日常檢修中對乳化液供液系統(tǒng)檢修的不到位，使支架出現(xiàn)立柱、片閥竄液等，降低支架的額定支撐強度。
綜合以上分析，綜放工作面頂板出現(xiàn)漏頂、冒頂等主要受地質和支護設備的影響，本文主要從這兩方面出發(fā)，結合我礦的實際做法，進行介紹。
3 綜采放頂煤工作面的頂板管理技術
3.1優(yōu)化采煤工藝，科學設計支護設計
1、按照相關經驗放頂煤采放比一般控制在1:2，這樣有利于工作面的頂板維護和控制，我礦由于屬于厚煤層，煤層厚度平均12米，按照此設計我礦將采高一般設計為3.5m，放煤在考慮回收率的前提下，一般在7-8m。通過采放的技術控制，減弱了煤壁的支撐受壓，在保證支架初撐力的基礎上，工作面頂板得到了有效控制。
2、當頂板及煤體破碎時，減少采煤機的一次進刀量，我礦經過具體實際一般控制在設計截深的80%左右，煤機截割速度可以提高30%，這樣通過提高牽引速度，實行淺截快跑，支架實現(xiàn)提前護頂的作用。
3、工作面上下出口以及超前支護，我礦也進行了設計。一般超前支護改為三排單體聯(lián)合支護，排距不超過0.9米；在兩順槽幫部增加一排錨索護幫，我礦根據圍巖破壞范圍錨索長度設計為11.3米，采用直徑17.8mm的鋼絞線，錨索托盤選用厚度20厚鋼板，規(guī)格為300*300mm；同時在原有頂板支護的錨索范圍上，兩排之間再增加一排，這樣在工作面周期來壓時，可以有效的控制兩巷的頂板下沉及幫部垮落。在具體操作時，通過及時的礦壓觀測，根據不同的情況對超前支護進行加密支護，對于兩出口的頂板管理十分有效。
4、通過局部注射馬麗散也是目前比較實用的技術，根據煤層受壓破碎的程度，還可以有目的對工作面煤體進行整體加固，以保證對復合不整合煤層的整體加固，增大加強對煤壁的支撐作用，已達到和支架的聯(lián)合支護作用，防治發(fā)生頂板發(fā)生超前漏冒，已達到不影響生產安全。
3.2強化設備管理，做好設備檢修
1、 提高支架的初撐力和工作阻力
(1)首先盡可能提高泵站的供液能力或選擇高壓泵站的供液系統(tǒng)，盡量減少液壓系統(tǒng)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象和工作面液壓系統(tǒng)的竄液問題。
(2)正確操作支架，在移架升柱后，不要立即把升柱手把打回零位，以提高初撐力。
(3)充分利用支架的初撐力，及時有效地支護頂板。
2、工作面機電事故的影響對于頂板控制極為不利，尤其能夠形成工作面長時間空頂，當老頂活動劇烈時，如果設備不及時運轉，可以加大對煤壁的支撐破壞，同時還會出現(xiàn)工作面支架壓死、推不動的情況，更有甚者還能造成支架立柱的損壞。統(tǒng)計我礦以往機電事故對工作面影響，一般影響8小時以上，工作面的立柱就開始壓縮，支架壓力表出現(xiàn)急劇增大，直至頂開安全閥卸載。所以在復合型厚煤層綜放工作面的回采過程中，必須注重工作面機電設備的檢修，我礦的做法是每天早班必須保證不低于6小時的檢修工作量，同時做好檢修記錄，機電部門進行跟蹤落實，采取重罰重獎的措施，力保設備的完好，提高開機率，以及液壓系統(tǒng)的可靠、有效控制頂板壓力對工作面的影響。
3.3堅持組織領導，做實頂板隱患排查治理工作
1、一般從管理學的角度來看，組織是保證管理目標實現(xiàn)的保證。高效、科學的組織管理，對于機械化采煤的礦井更為重要。我礦做法是成立頂板管理小組，由生產礦長負責日常的管理，其他分管領導配合。每月負責組織召開一次頂板管理小組會議，貫徹落實上級指令、指示、精神對當前頂板管理工作進行總結、分析、隱患排查、制定出針對性措施并對今后工作進行部署，解決頂板管理中技術難題，并對現(xiàn)場的落實情況進行跟蹤監(jiān)督管理，切實保證制定的措施在現(xiàn)場得到有力落實，從而保證頂板的管理有效、可控。
2、強化區(qū)隊及班組一級的現(xiàn)場落實頂板管理工作是關鍵。對于員工我們主要做的是從培訓教育開始，利用班前會將頂板控制的措施和方法進行細致的技術交底，以職工最容易理解方式告知職工頂板災害預兆，以及現(xiàn)場處理處置的基本技術要求及措施規(guī)定。最后我們通過相關的考核處罰等措施，保證頂板管理技術措施在現(xiàn)場落實的有效性，來達到控制頂板管理工作。
4? 過頂板破碎帶的頂板管理
由于工作面在回采過程中，在遇到構造帶，頂板出現(xiàn)破碎，這時候頂板管理是極為困難，而且對安全生產影響很大，本文僅根據我礦目前使用的一些辦法進行介紹：
1、超前支護
如果采用正常的移架方法維護不住破碎頂板或煤壁片幫比較嚴重時，可采取超前采煤機進行移架，使支架頂粱頂住煤壁，不讓頂板暴壁出來而得以提前支護，這是最直接有效的措施。
2、帶壓擦頂移架
移架時讓支柱仍保持一定的工作阻力，使頂梁貼著頂板擦頂前移，一定程度上可以減輕移架時頂板巖層的活動，減少由于移架而造成的頂板破壞。
3、挑傾向棚
割過煤后，新暴露的頂板在短時間不會冒落，當工作面有部分支架狀況不完好，不能起到支撐護頂作用時，我礦采取的是在相鄰兩架支設傾向棚的辦法，如圖所示，先移頂板較完整處的支架，移架時在前梁上，沿平行工作面方向放置1一2根3-4m長的木粱，以便挑住附近不完整的頂板，然后再移附近頂板破碎處的支架，如圖所示1。

4、架走向傾向棚
當工作面頂板隨采隨落，冒落的面積又較大時，用挑傾向棚的方法來不及支護，而且頂板條件也不允許把前梁降下來放傾向梁，在這種情況下，可以在相鄰支架問超前架設一梁二柱或一梁三柱的走向棚，在走向棚下面再架設1一2架臨時傾向抬棚，如圖所示2。傾向棚粱應同時托住三架走向棚梁，這樣就可將走向棚及傾向抬棚的支柱撤出，相鄰支架在傾向棚和走向棚的保護下前移。

5、敷設金屬網
在支架頂粱上鋪金屬網，這是管理破碎頂板的有效辦法。當煤壁前控頂范圍內的頂板破碎時，為保證支架順利前移，頂網能順利展開，也可在金屬網下架走向梁，由走向梁預先托住頂板，讓支架在走向粱及金屬網的掩護下前移。
6 、局部冒頂的處理
在破碎頂板條件下，如果頂板管理不及時，很容易發(fā)生局部冒頂。局部冒頂不高和范圍不大時，采用上述辦法即可解決。如果冒頂高度和范圍較大時，不及時處理就無法繼續(xù)生產，必須立即處理。如果在支架頂粱上方冒頂，待停止后，在支架前方打探板后再往頂粱上打木垛來處理。打木垛前，先在支架頂粱上打臨時支柱支撐頂板， 保證打木垛人員的安全，清除浮矸、浮煤后就可打木垛，木垛要緊貼頂板，使頂板得到支撐，如圖所示3。
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如果直接頂沿煤幫冒落，而且冒落區(qū)矸石沿煤幫繼續(xù)下流，用探板支護有困難時，則可采用打撞楔的辦法處理，木楔的前端要削尖，長度要一樣。打撞楔前，先在冒頂處架設傾斜棚子，把木楔放在棚梁上，其尖端指向頂板冒落處的煤幫，末端墊一方木塊，用大錘打入冒頂處，用巖石托住，使其不再繼續(xù)冒落。移液壓支架時，使支架前梁托住傾斜棚梁，即可撤去棚腿。保證有2架～3架支架同時托住，便移架，如圖所示4。
5? 結論
總之，綜采放頂煤工作面的生產中，影響綜機設備效能發(fā)揮的主要因素是頂板條件。通過對綜采放頂煤工作面頂板復合型的研究支護和施工工藝控制，制定工作面頂板防治措施，加強對頂板的管理，通過現(xiàn)場人員的共同努力，就能有效地控制好頂板，從而能夠保證工作面安全生產，實現(xiàn)高產高效。
參考文獻
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