摘要：開采復(fù)合煤層的頂板管理在技術(shù)上和管理上的難度都是較大的，主要是頂板的維護(hù)和管理，我礦在開采6#煤的過程中，由于煤層厚度達(dá)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(dòng)老頂活動(dòng)影響較大，在周期來壓期間，工作面溜子機(jī)頭和機(jī)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?shù)奈：Γ绕湓诋?dāng)工作面遇到斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)，頂板管理和維護(hù)及其困難，對(duì)安全生產(chǎn)極為不利。本次論文結(jié)合我礦復(fù)合型厚煤層的綜放工作面的頂板管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行簡要闡述。
關(guān)鍵詞：綜放工作面? 復(fù)合煤層? 頂板管理技術(shù)
1煤層及頂板概況
1.1煤層情況描述
我礦6#煤層為復(fù)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(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般含夾石0～6層，夾石巖性多為炭質(zhì)泥巖及泥巖，各夾石厚度一般都在0.4m左右，累計(jì)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(zhì)泥巖及粉、細(xì)砂巖，單層厚度0.90-5.60m，地層巖性主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉、細(xì)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(gòu)造，鈣質(zhì)及泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較為松散其微細(xì)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(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)觀測一般為20-30m之間，頂板活動(dòng)比較頻繁。根據(jù)以上地質(zhì)資料可知煤層頂板主要為砂巖，而且成塊狀構(gòu)造，同時(shí)頂板各巖層之間為鈣質(zhì)和泥質(zhì)膠結(jié)，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(hù)及工作面煤壁的支撐性，危害較大。
(2)地質(zhì)因素。
根據(jù)以上對(duì)我礦煤層結(jié)構(gòu)、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(zhì)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(yīng)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(jīng)?？梢钥吹狡瑤同F(xiàn)象，同時(shí)工作面上下出口及超前支護(hù)段巷道頂板下沉較為嚴(yán)重。尤其在工作面遇到斷層以及褶曲帶時(shí)，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(hù)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(dāng)。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)，工作面支架的有效管理對(duì)于頂板壓力的控制也極為關(guān)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(shí)沒有接實(shí)頂板，造成初撐力不足，工作面沒有及時(shí)移架形成空頂?shù)炔僮鞫紩?huì)影響到頂板的有效控制；同時(shí)日常檢修中對(duì)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(qiáng)度。
綜合以上分析，綜放工作面頂板出現(xiàn)漏頂、冒頂?shù)戎饕艿刭|(zhì)和支護(hù)設(shè)備的影響，本文主要從這兩方面出發(fā)，結(jié)合我礦的實(shí)際做法，進(jìn)行介紹。
3 綜采放頂煤工作面的頂板管理技術(shù)
3.1優(yōu)化采煤工藝，科學(xué)設(shè)計(jì)支護(hù)設(shè)計(jì)
1、按照相關(guān)經(jīng)驗(yàn)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(hù)和控制，我礦由于屬于厚煤層，煤層厚度平均12米，按照此設(shè)計(jì)我礦將采高一般設(shè)計(jì)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(shù)控制，減弱了煤壁的支撐受壓，在保證支架初撐力的基礎(chǔ)上，工作面頂板得到了有效控制。
2、當(dāng)頂板及煤體破碎時(shí)，減少采煤機(jī)的一次進(jìn)刀量，我礦經(jīng)過具體實(shí)際一般控制在設(shè)計(jì)截深的80%左右，煤機(jī)截割速度可以提高30%，這樣通過提高牽引速度，實(shí)行淺截快跑，支架實(shí)現(xiàn)提前護(hù)頂?shù)淖饔谩?br /> 3、工作面上下出口以及超前支護(hù)，我礦也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。一般超前支護(hù)改為三排單體聯(lián)合支護(hù)，排距不超過0.9米；在兩順槽幫部增加一排錨索護(hù)幫，我礦根據(jù)圍巖破壞范圍錨索長度設(shè)計(jì)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(shí)在原有頂板支護(hù)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(shí)，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(shí)，通過及時(shí)的礦壓觀測，根據(jù)不同的情況對(duì)超前支護(hù)進(jìn)行加密支護(hù)，對(duì)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(shí)用的技術(shù)，根據(jù)煤層受壓破碎的程度，還可以有目的對(duì)工作面煤體進(jìn)行整體加固，以保證對(duì)復(fù)合不整合煤層的整體加固，增大加強(qiáng)對(duì)煤壁的支撐作用，已達(dá)到和支架的聯(lián)合支護(hù)作用，防治發(fā)生頂板發(fā)生超前漏冒，已達(dá)到不影響生產(chǎn)安全。
3.2強(qiáng)化設(shè)備管理，做好設(shè)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(shí)有效地支護(hù)頂板。
2、工作面機(jī)電事故的影響對(duì)于頂板控制極為不利，尤其能夠形成工作面長時(shí)間空頂，當(dāng)老頂活動(dòng)劇烈時(shí)，如果設(shè)備不及時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，可以加大對(duì)煤壁的支撐破壞，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)工作面支架壓死、推不動(dòng)的情況，更有甚者還能造成支架立柱的損壞。統(tǒng)計(jì)我礦以往機(jī)電事故對(duì)工作面影響，一般影響8小時(shí)以上，工作面的立柱就開始?jí)嚎s，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(fù)合型厚煤層綜放工作面的回采過程中，必須注重工作面機(jī)電設(shè)備的檢修，我礦的做法是每天早班必須保證不低于6小時(shí)的檢修工作量，同時(shí)做好檢修記錄，機(jī)電部門進(jìn)行跟蹤落實(shí)，采取重罰重獎(jiǎng)的措施，力保設(shè)備的完好，提高開機(jī)率，以及液壓系統(tǒng)的可靠、有效控制頂板壓力對(duì)工作面的影響。
3.3堅(jiān)持組織領(lǐng)導(dǎo)，做實(shí)頂板隱患排查治理工作
1、一般從管理學(xué)的角度來看，組織是保證管理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的保證。高效、科學(xué)的組織管理，對(duì)于機(jī)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(chǎn)礦長負(fù)責(zé)日常的管理，其他分管領(lǐng)導(dǎo)配合。每月負(fù)責(zé)組織召開一次頂板管理小組會(huì)議，貫徹落實(shí)上級(jí)指令、指示、精神對(duì)當(dāng)前頂板管理工作進(jìn)行總結(jié)、分析、隱患排查、制定出針對(duì)性措施并對(duì)今后工作進(jìn)行部署，解決頂板管理中技術(shù)難題，并對(duì)現(xiàn)場的落實(shí)情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)督管理，切實(shí)保證制定的措施在現(xiàn)場得到有力落實(shí)，從而保證頂板的管理有效、可控。
2、強(qiáng)化區(qū)隊(duì)及班組一級(jí)的現(xiàn)場落實(shí)頂板管理工作是關(guān)鍵。對(duì)于員工我們主要做的是從培訓(xùn)教育開始，利用班前會(huì)將頂板控制的措施和方法進(jìn)行細(xì)致的技術(shù)交底，以職工最容易理解方式告知職工頂板災(zāi)害預(yù)兆，以及現(xiàn)場處理處置的基本技術(shù)要求及措施規(guī)定。最后我們通過相關(guān)的考核處罰等措施，保證頂板管理技術(shù)措施在現(xiàn)場落實(shí)的有效性，來達(dá)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(gòu)造帶，頂板出現(xiàn)破碎，這時(shí)候頂板管理是極為困難，而且對(duì)安全生產(chǎn)影響很大，本文僅根據(jù)我礦目前使用的一些辦法進(jìn)行介紹：
1、超前支護(hù)
如果采用正常的移架方法維護(hù)不住破碎頂板或煤壁片幫比較嚴(yán)重時(shí)，可采取超前采煤機(jī)進(jìn)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(hù)，這是最直接有效的措施。
2、帶壓擦頂移架
移架時(shí)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(shí)頂板巖層的活動(dòng)，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(shí)間不會(huì)冒落，當(dāng)工作面有部分支架狀況不完好，不能起到支撐護(hù)頂作用時(shí)，我礦采取的是在相鄰兩架支設(shè)傾向棚的辦法，如圖所示，先移頂板較完整處的支架，移架時(shí)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(dāng)工作面頂板隨采隨落，冒落的面積又較大時(shí)，用挑傾向棚的方法來不及支護(hù)，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(shè)一梁二柱或一梁三柱的走向棚，在走向棚下面再架設(shè)1一2架臨時(shí)傾向抬棚，如圖所示2。傾向棚粱應(yīng)同時(shí)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(hù)下前移。

5、敷設(shè)金屬網(wǎng)
在支架頂粱上鋪金屬網(wǎng)，這是管理破碎頂板的有效辦法。當(dāng)煤壁前控頂范圍內(nèi)的頂板破碎時(shí)，為保證支架順利前移，頂網(wǎng)能順利展開，也可在金屬網(wǎng)下架走向梁，由走向梁預(yù)先托住頂板，讓支架在走向粱及金屬網(wǎng)的掩護(hù)下前移。
6 、局部冒頂?shù)奶幚?br /> 在破碎頂板條件下，如果頂板管理不及時(shí)，很容易發(fā)生局部冒頂。局部冒頂不高和范圍不大時(shí)，采用上述辦法即可解決。如果冒頂高度和范圍較大時(shí)，不及時(shí)處理就無法繼續(xù)生產(chǎn)，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(shí)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。
?
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(hù)有困難時(shí)，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(shè)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(shí)，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(shí)托住，便移架，如圖所示4。
5? 結(jié)論
總之，綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)中，影響綜機(jī)設(shè)備效能發(fā)揮的主要因素是頂板條件。通過對(duì)綜采放頂煤工作面頂板復(fù)合型的研究支護(hù)和施工工藝控制，制定工作面頂板防治措施，加強(qiáng)對(duì)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(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐永圻．采礦學(xué)．中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003??
[2] 楊孟達(dá)．煤礦地質(zhì)學(xué)．煤炭工業(yè)出版社，2000
[3] 戴紹城．高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化采煤技術(shù)與裝備．煤炭工業(yè)出版社，1997
?