综采工作面采场破碎顶板控制技术研究
高瓦斯破碎围岩综放工作面顶板管理技术
科技信息0.引言煤炭是我国的主体能源，近年来煤炭需求量日益增加，煤炭产量也不断提高，综放开采是煤炭开采中的主要技术之一，综放开采技术是保证我国煤炭产业高产高效的关键因素。
许多学者对综放开采以及采场顶板管理进行了大量研究，王家臣[1]系统总结了综放开采技术在我国20余年来取得的主要成就，提出了综放开采下一步应继续加强理论和技术研究问题；谢广祥等[2]采用钻孔应力计对工作面回采过程中煤柱和工作面煤层及巷帮侧向实体煤的应力进行观测，得出综放开采煤层支承压力分布规律；王金华[3]针对如何有效地解决我国厚煤层开采的技术难题，介绍了综放技术在解决我国不同矿区难采厚煤层的应用情况及其取得的技术效果；司荣军等[4]采用模糊数学方法，分析了影响顶煤稳定性的主要因素，对放顶煤工作面顶煤分类及应用进行研究；陈勇等[5]为了保证矿井的可持续发展，对在厚煤层放顶煤条件下上行开采技术的可行性进行了深入研究；白书民等[6]为解决无巷旁充填沿空留巷支护难度大的问题，通过理论分析巷道围岩结构及沿空留巷支护原理，对巷道支护进行研究分析；王利等[7]为了解决放顶煤工作面冲击地压的问题，采用理论分析、数值模拟和现场观测等方法对工作面卸压措施进行研究；李龙生等[8]为有效预防综采放顶煤工作面过特大断层时造成的采出率低、采掘衔接矛盾等问题，对厚煤层综放工作面过特大断层技术进行研究；张明等[9]基于微震监测技术在回采工作面的应用，采用该技术对厚表土深井综放开采工作面覆岩运动规律和采动支承压力分布规律进行了研究。
基于此，笔者对高河煤矿E1302综放工作面顶板管理技术进行研究，以期达到保证工作面安全高效开采的目的。
1.工作面概况E1302工作面为东一盘区首采面，周边均为未采区，工作面回采3号煤层，煤层平均厚度7.12m，顶板主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩。
底板为黑色泥岩、砂质泥岩、深灰色粉砂岩，见表1。
该工作面整体是一个单斜构造，一般倾角为3°～15°，平均8°。
综采工作面采空区顶板垮落不及时控制技术研究应用
综采工作面采空区顶板垮落不及时控制技术研究应用山西省忻州市保德县邮编：036600摘要：综采工作面两巷采空区顶板管理一直时煤矿井下管理的难题，经常有顶板垮落不及时现象，造成空顶距大，瓦斯积聚、矿压集中，给工作面安全生产带来隐患。
结合矿地质条件及历年综采工作面两巷采空区顶板管理措施，提出综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时控制技术及措施，保障两巷采空区顶板随工作面推挤及时垮落，减少悬顶面积，防止顶板及瓦斯事故的发生。
泰安煤业为兼并重组整合矿井，开采区域位于井田西部，12#煤厚度为1.63～5.46m。
煤层倾角2～6°，平均倾角为4°，为提高12102综采工作面两端头顶板管理水平，有效预防顶板事故发生，在正常回采作业过程中，因顶板压力显现不明显等原因，利用专用退锚装置将两端头锚索、锚杆的托盘拆卸，工作面两端头仍无法自然垮落跟进，有必要对采空区垮落不及时进行技术研究。
关键词：综采工作面；采空区；控制技术引言综采工作面两巷采空区主要指运输巷、轨道巷与切眼交汇的部位。
综采工作面回采向前推进，两巷采空区基本顶相续破碎，顶板发生周期性有规律的断裂。
但是综采工作面在回采过程中，两巷采空区大面积悬顶，导致上隅角瓦斯积聚、超限及顶板突然垮落带来的冲击危害。
1、两巷采空区顶板垮落不及时的原因分析两巷采空区顶板垮落不及时主要有两个方面：1、由于顶板相对坚硬，不易垮落；2、由于掘进巷道采用锚杆、锚索等主动支护形式，直接顶和基本定形成悬吊梁，成为一个严密的统一体，增大了顶板的强度，导致两巷基本顶不能产生有规律的周期性垮落，从而加大了两巷采空区的悬顶面积。
2、两巷采空区顶板垮落不及时控制技术2.1锚网支护巷道及时退锚传统管理方法为促进两巷采空区及时垮落，采取对两巷采空区进行卸钢带、端头退锚等。
超前退锚可以人为地减弱顶板支护强度并对巷道顶板应力进行释放，从而达到两端头采空区可及时跟进垮落的目的，超前退锚放顶管理采空区有两种方法：一种是强制退锚房顶，即硬退锚法，通过采用退锚器进行退锚索；另一种是让压退锚法，通过用一些工具将锚索托盘上的顶煤震碎，释放顶板压力，再进行退锚，保证了退锚更方便。
采场冒顶原因及控顶技术探讨
二、采矿方法现状
3 人工假顶护顶
人工假顶是在暴露的顶板下人工构筑一个支护结构 , 假顶稳定性是假顶2支架系统的共同作用且与时空相关的复 杂过程 。人工假顶实质上是传统的支护形式 , 支架和假顶 被动承受顶板上覆岩层的压力 , 对围岩无主动加固作用。
二、控顶技术探讨
3 人工假顶护顶
如果假顶与顶板围岩紧密接触 , 不允许顶板围岩发生 自由变形 , 并且支护及时 , 则支架与假顶将承受顶板围岩 变形所产生的变形压力 , 起到极积的控顶作用 ; 如果假顶 与顶板围岩之间有足够间隙 ,允许顶板自由变形 , 直至发 生离层松脱 , 或支护不及时 , 围岩已发生离层松脱 , 支 架将承受冒落顶板围岩产生的松脱压力 , 无法有效控制顶 板变形。因此 , 使用人工假顶控顶时 , 必须保证采场顶板 平整 , 以便假顶与顶板紧密接触 ; 同时 , 假顶支护应及 时 , 在顶板围岩发生大变形前应将其趋势遏止。
一、采场冒顶原因分析
5 地下水造成冒顶
当矿体围岩大部分为可溶性岩体时 , 受构造裂隙水和井 下充填富余水的影响 , 围岩的物理力学性能减弱 , 导致采 场顶板矿岩体的相互作用力下降 ,造成顶板冒落。
二、控顶技术探讨
1、矿柱控顶 2、锚杆控顶 3、人工假顶控顶 4、 超前切顶控顶 5、 顶板光面爆破、水平压顶 6、强采、强充、快速作业
二、控顶技术探讨
2 锚杆控顶
锚杆的作用是在采场顶板尚未发生较大离层之前施行锚 固 , 使顶板形成具有较大刚度的整体 , 增加顶板抗剪作 用 , 阻止和减少离层进一步发展 , 拉应力区的范围也有所 减小 , 且能将拉应力从采场中央向采场两端转移 , 从而达 到延缓采场顶板冒落的目的。在采场顶板上按一定网度布设 锚杆形成锚杆群 , 其作用原理、可分为以下三点：
采煤工作面初次放顶的技术管理研究
采煤工作面初次放顶的技术管理研究摘要：煤炭依然为我国最重要的能源，随着现代化社会经济的快速发展，对煤炭开采的安全管理越来越严，这就对煤炭开采技术有了新的要求，确保工作人员安全是极为重要的任务。
因此，煤炭企业需要有效针对采煤相关工作技术中存在的问题进行解决与处理。
基于此，本文针对采煤工作面初始放顶技术的管理工作，展开深入的研究与分析，为采煤工作管理提供借鉴。
关键词：采煤工作面；初次放顶；技术管理；研究引言：根据国家发改委环资司统计，2022年全国能源消费总量54.1亿吨标准煤，其中煤炭消费量占能源消费总量的56.2%；天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费量占能源消费总量的25.9%。
可见，煤炭仍然为不可替代的重要能源，随着时代的进步，新时代对安全的要求越要求严格，而在煤炭管理中，采煤作业为煤矿企业长期存在的重要工艺，在采煤作业中最重要安全风险就在于放顶工作。
在进行采煤工作面的初次放顶作业中，加强顶板管理能够有效地防止顶板冒落现象，同时也能实现回采率提高的目的。
但是，在实际生产作业的过程中，因为各种条件限制对现场相关数据采集困难，导致放顶的各项参数与实际情况存在不符的现象。
因此，本文针对初次放顶存在的技术问题进行分析，对相关参数进行合理设计，通过规范有效技术措施的应用，来实现提升煤炭回采率[1]。
1.采煤工作面初次放顶技术概述1.1初次放顶技术实施需求初次放顶在实际开展的过程中，由于顶板类型是存在差异性的，在实施初次放顶工作时，需要考虑的事项有：①初次放顶距离：根据开采经验和矿压观测，需要对开采的距离进行全面考虑，观察顶板是否能够自行冒落并到达符合要求的高度，以及是否能够自行冒落这一目的得以实现。
②垮落高度：对煤炭开采的距离是有规定的，当其达到了相关规定距离后，如果顶板并未出现自行冒落的现象，或者出现了冒落但是在高度上与实际要求不符合，这就需要采用人工放顶作业这种方式来实现。
③挑顶方式：一般采用小步距、密打眼的挑顶方式，需要确定要具体的步距、眼深、角度，以及施工方法。
上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究
在 以上研 究的基 础 上 ， 出了采用 注射 马 丽散 加 固煤 帮控 制 片帮 冒项 方案 。 方案 实施 后 ， 效地 提 有
控 制 了端 面 冒顶和 大 面积 片帮 ， 该 工作 面转 向正规循 环作 业 。 使
关键 词 ： 上提 综采 工作 面 ； 破碎 顶板 ； 煤壁 片帮 ； 冒顶 ； 值模 拟 ； 数 马丽散
中图分 类号 ： Ｄ ３ ３ Ｔ ２ 文献 标志码 ： Ａ
众所 周知 ， 壁片帮 是煤体 在矿 山压力 作用 下 ， 体破 碎 后滑 塌下 来 的一 种矿 压显 现 现象 ， 煤 煤 冒顶是 片 帮的后 续 ］ 。大量 的开采 实践 已表 明 －］工作 面煤 壁片 帮可 能砸 伤 采煤 工作 人 员 ， 坏设 备 ， ２５： 损 降低 开 机 率， 同时片 帮还会 增加支 架 的端面 距 ， 导致 架 前无 支 护 空 间扩 大 ， 之 顶 板 比较 破 碎 的情 况 下 ， 进 一 步 加 会 导 致顶 板条 件恶 化 ， 成架前 顶板 漏 冒 ， 造 易引 发顶板 事 故 ， 产生 恶性 循环 。 同时 ， 于综采 面 来说 ， 壁 片 对 煤
收稿 日期 ： ０ ２—０ ２１ ５—１ ０
基金项目 ： 教育部“ 新世纪优秀人才支持计划资助” 目（ Ｃ Ｔ一０ 项 ＮＥ ８—０ １ ） ８９ ；霍英 东青 年教师基金 基础性研究课 题 （２ ０ ０ ；安 １ １５ ） 徽高校省级 自然科学研究重点项 目（ Ｊ０ １ ０ ５ ：国家 自然科学基金项 目（ ｌ７０ ５ ５ ８４０ ／ １３ ０ ２ ； 育部科 Ｋ２ １Ａ ８ ） ５ 】４ ０ ／０ ０ ０ ３ ５ １４ １ ） 教 学技术研究重点项 目（ １０ ６ ； ２０ ９ ） 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室 开放研 究基金项 目（ ０ Ｆ ３ ；淮南 １Ｋ ０ ）
煤矿回采工作面过小煤窑破坏区顶板控制技术研究
总第220期 机械管理开发Total 220 2021 年第8 期__________________MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT_____________________No.8,2021实践与应用 D〇I：10.16525/l4-1134/th.2021.08.073煤矿回采工作面过小煤窑破坏区顶板控制技术研究郑凌斌(山西汾西矿业集团公司高阳煤矿，山西孝义032306)摘要：针对正旺煤业为解决11103工作面受困于上覆大面积采空区导致回采过程中矿压剧烈、顶板破碎、拉槽漏頂等问题而进行的技术研究与实践过程，详细分析正旺煤业采取的控制技术，包括规范安全技术、合理应用超前支架、调整工作面等，以及实践效果。
关键词：回采工作面煤窑破坏区顶板控制技术中图分类号:TD327.2 文献标识码:A引言山西省煤炭资源整合与重组过程中，由于整合 前大部分小煤矿使用落后的以掘代采或房柱式采煤 工艺，导致相当一部分煤炭未被合理规划开采，人为 造成空巷、采空区等困难条件。
正旺煤业11103工作 面受困于上覆大面积采空区，导致回采过程中矿压 剧烈、顶板破碎、拉槽漏顶。
结合11103工作面水文地质情况，摸清工作面 基本矿压规律的基础上,采取积极主动的应对措施，最大限度地减小了不利影响，确保了工作面顺利停 采回收。
1正旺煤业11103工作面概况汾西矿业集团正旺煤业于2009年7月整合，2018年10月联合试运转通过验收。
11103工作面为 正旺煤业一采区的第2个工作面，开采石炭系太原 组10号、11号煤层合并层，9号煤层已被小窑开采，煤层平均厚度7.85 m，煤层走向西北、倾向西南，平 均煤层倾角6°，煤层含2 ~4层夹矸，煤层结构简 单。
老顶为石灰岩，直接顶为9号煤底之碳质泥岩，直接底为铝质泥岩，煤层结构较稳定。
工作面断层、陷落柱发育,工作面西部约1/3范 围已被小煤窑破坏，该区域的小煤窑破坏区巷道已 损毁，并且局部有积水现象，所以在回采前应提前对 其进行探放。
综放工作面过断层期间破碎顶板管理
综放工作面过断层期间破碎顶板管理摘要：随着煤炭资源需求量不断加大，对于采煤工作提出了更高的要求。
由于采煤地质条件较为恶劣，在工作面回采的过程当中，往往会出现断层现象，综放工作面过断层期间破碎顶板管理难度大，进而影响到开采工作的顺利进行。
关键词：综放工作面；过断层；顶板管理一、断层采煤的安全隐患断层主要是由于地壳的剧烈运动引发地壳断裂而形成的一种特殊的地质构造。
由断层产生的原因可发现，断层采煤的安全隐患主要体现在两方面：一是工作面存在断层使得岩层的整体性遭到破坏，工作面顶及底板自外部产生的压力规律因此发生改变，导致顶板局部受到来自外部的压力，加大了综采工作面的整体外部压力。
若情况严重还会导致整个工作面遭到破坏，从而引发工作面大面积冒顶事故；二是工作面若存在断层，煤层当中的各种水流、有毒气体、有害气体等就可通过断层的断裂带渗入至通道或是储藏仓库，导致工作面出现突发性水灾或是瓦斯事故。
二、综放工作面过断层采煤技术措施分析1.加强支护。
在采煤的过程当中，往往会面临断层现象，在这一过程当中，我们必须要防止出现冒顶现象。
要想更好的解决这一问题，加强对过断层面顶板的支护工作显得尤为重要。
在这一过程当中，我们首先需要需要进行支护的部位就是工作面的上下巷道以及断层周边，该项工作需要充分的结合实际状况来做好支护数量的以及支护质量的控制工作，进而有效提升相关度，确保采煤安全。
2.提高推进速度。
要想有效降低顶板破碎程度，必须要切实提高工作面的推进速度，减少放煤量。
通过结合实际状况，科学合理的加快工作面推进速度，破碎区域不放煤，这不仅有效的提升了采煤效率，降低了成本，而且还充分的确保了施工的安全。
3.控制断层走向与工作面的交角。
从某种程度上来说，断层走向和工作面的交角两者之间是越大越好的，这样一来，能够使断层的断裂构造破碎带在采煤的过程当中减少揭露面积，进而更好的维护断层面。
如果说两者之间的交角太小的话，必须要及时的做好对工作面的调整工作，确保断层走向和工作面两者之间的交角始终保持在25度以上，进而向更好的现维护顶板。
浅谈综采工作面残煤开采顶板控制与管理
２ ０ １ ４ 年 第７ 期Ｉ 科技创新与应用
浅 谈综 采工作 面残煤 开 采顶板 控制 与管理
杨 洪 杰 ຫໍສະໝຸດ （ 吉林省辽源市辽矿集团西安煤业公 司一 区， 吉林 辽源 １ ３ ６ ２ ０ ０ ） 摘 要： 采煤工作面煤帮遇采迹、 构造带、 导致帮顶破碎 冒落是影响采煤工作面安全及施工效率的重要原因， 文章分析残煤 开采 过程 中遇到的开采难度 问题 ， 落 实采取针对性措施 ， 加强残煤开采 中工作面煤帮帮项控制程度 ， 以解决残煤开采 中遇 到煤帮帮 顶破 碎 的 问题 ， 达到安全、 高效 、 高产 。
冒顶 事 故 的 发生 。 １ ． ３工 作 面循 环 推 进度
３ 结 束语
西安矿 由残煤上综采 以来 ， 由于采取了综合防范措施， 同时要 求每个采煤工作面每小班的开帮推进度达 到 １ ． Ｏ ｅ 以上 ，使工作面 ｒ 顶板管理状况得到改善眉 顶得到有效遏制， 为综采面在残煤破碎顶 板条件下开采降低了冒顶事故 ， 实现安全高效生产 。
当采用正常操作程序 降架移架 ，很难保持破碎顶板的完整性 应采取带压擦顶移架。 移架时 ， 使顶梁与顶板保持一定的支撑阻 主要 因素 ； 采煤工作面残煤开采本身煤帮易 冒落 ， 并且采煤工作面 时 ， 采煤煤 、 岩层强度低 ， 煤帮遇采迹或层理 、 裂隙发育 ， 遇断层构造带 力 ， 带压前移。这样顶板不会 出现明显松动 ， 可有效控制顶板 ， 从而 都是造成残煤开采中采煤工作面煤帮易冒顶的重要因素 。 随工作面 使支架顶梁与顶板保持接触严密 ， 确保支架支撑强度。
开采 ， 煤层与围岩相对稳定 的力学结构遭到破坏 ， 煤帮的煤 、 岩层顶 板压力通过煤帮释放 ， 煤帮煤层强度低 ， 回采过程 中煤帮过采迹时 顶板本身破碎 。 煤层的构造带、 裂隙是决定煤帮强度 的重要特征 ， 构 造带 、 裂 隙、 采迹越多 ， 煤层强度越低 ， 煤帮越易 冒落。 地质构造带易 造成顶板破碎 、 易 冒， 构造带与工作面夹角越小 ， 揭 露破碎带越 宽 ， 对工作面煤帮的影响也越大 ， 冒顶可能性也越大。 工作面过旧巷 、 采 迹时也极易造成工作面 冒顶。
浅析综采工作面破碎顶板的控制
墙承受 的第一振 型下底部地震倾覆 力矩大于结构总底部地震倾覆力矩 的１。 ／ ２ ２７避免角部布置短肢剪力墙 ． 由于墙角处易产生扭转效 应 ， 角处结构为短肢剪力墙 ， 如果 在地震 作用下极易 出现裂缝导致结 构抗剪 力消失从而使甚至整个建筑 的结构 都遭到破坏 。 综上 ， 经过合理地布置结构及详细 的分析计 算 ， 遵循整体结构小震 不坏 ， 中震可修 ， 大震不倒 ， 关键构 件中震 不坏 ， 大震可修的抗震设计思 想， 对重要构件及体 系中各 薄弱部 位分 别加强 ， 使得本工程结构抗震设 计安全可行。
浅析 综 采 工作 面 破 ｌ ｌ 板帕 控 制 ｉＷ ￣
山西 焦煤 集 团霍 州煤 电汾 河焦煤 股份 有 限公 司亿 隆煤业 秦 惠强
［ 摘 要］ 采煤 工作 面破碎 顶板 冒顶是影响矿 井安全及 生产效率提 高的重要原 因， 本文首先 阐述 了破碎 顶板 的情况及处理方法 ， 重点 分析研 究综采工作 面破碎项板 的管理措施 ， 而加 强了顶板控 制， 从 降低 了冒顶 事故， 并为矿 井的高产高效发展奠 定了坚实的基础 。 ［ 关键词 ］ 综采 工作 面 破碎顶板 控制技术
参 考 文 献
２６普通剪力墙宜按短肢剪力墙结构验算 ．
［ ］ ０ １ ＿ ０ １ 建筑抗震设计规 范Ｉ ７ １ＧＢ５ ０ １ ２０ ， Ｓ． ［ ］ Ｂ ５０ ９ ２ ０ ， ２ Ｇ ００ — ０ １建筑结构荷栽规 范［ ］ ｓ． ［ ］Ｇ － ０２ 高层 建筑混凝 土结构技术规程 ［ ］ ３ｊ ｊ ２ ０ ， ３ ｓ
构 的参 数 进 行 计 算 ， 要 目 的是 为 了 保 证 工 程 的 质 量 。保 证 一 般 剪 力 主
综采工作面过断层时的顶板控制措施
综采工作面过断层时的顶板控制措施□乔黎明山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西晋城 048214摘要：综采工作面在工作时经常会遇到断裂带，由于地质构造作用引起的应力和回采应力导致工作面发生顶板破损裂开、出现片帮情况、端面距增加和工作面顶板开裂等情况.在采用液压支架对断裂带进行支挡、加固措施时，没有办法对破损区域的顶板形成阻力，同时将支架移开过程中易出现顶板掉落、倒塌等事件，导致支护效率较低，工作面安全回采不能有效进行。
综采工作面遇到断裂时，应该依照真实状况采用恰当的断裂带抑制方法。
本文对综采工作面过断层时的顶板控制措施提出了一些建议，以供相关从业人员参考。
关键词：综采工作面；过断层时；顶板控制措施0引言H前煤田开采f f理还存在一些问题，在断层开采煤炭 时，综采工作面的施工质量直接影响了煤炭开采通道的安 全，为提高断层煤田开采的效率，施1:企业就必须根据矿 井的地质情况，制定科学合理开采方案，fr:施工过程中做 好开采通道顶板符理工作，为施x人员创造安全的工作环 境，从而保证他们的人身安全，同时也保证施丄单位的经 济效益0。
1断层采煤的安全隐患煤矿开采在我国经济建设中具有极«重要的战略地 位14 \例如，我闹最大的多纪煤田地跨陕、甘、宁、内蒙古、晋五省区，东西宽400 km,南北长600 km,由于每 个省份的地质结构不一样，因此煤矿的开采会遭到地质结 构的影响，在这之中M明显的就是断裂带t断层的形成关 键是巾于地壳发生运动致使地壳产生了破裂.在进行煤矿 _工作时，情况，会使施工的难度加大甚至咸 胁到施£人员的安全：断层开采过程中会遇到的危险，主 要包括：第一，如若在开采过程中遇到断层，工作面断 层越多，顶板压力越大，最严屯的会出现坍塌怡况。
第二.由于煤矿中存在水资源和有害气体，如若通过断层时水资 源和有害气体不慎流露，将会给施工人员带来危险。
第三,支架支护效率低在进行断裂破损带区域支架m梁对破损顶板支《、加同时，顶梁形成的作用力使顶板破损程度加 大，支架的作用力越强，顶板破损的越多，从而致使形成 顶板t都破损的情况.支架支护效率低2综采工作面过断层采煤的方式为了防止断层采煤造成的不利危害，进行开采之间要 对断裂区域的真实状况开展调查.从而选取恰3的措施，O 1—.作ifii衫过S杂地质结构、断U采取如下三种方案：第-a接割煤过断层是一种相对最为常见的方式，当断 裂区地质结构较厚，矿井煤层厚度较为大时，运用这种方 式吋以防止综合工作面和断层触及第二，割顶或者割底 采煤，当断^岩块不硬时，可以采)h这种方式在施工过程中，经常有爆破的形式打扫通道中的岩块、石头，不过 品发生通逬坍塌现象，采n]割顶或割底的采煤措施能够在 处理无用岩块、石头的怡况下，增加通道内的使卬面积，能够防止•爆破造成的危宵。
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收稿日期
2017-02-04作者简介 李建平(1974-),男,山西岚县人,本科,注册安全工程师,现从事煤炭采掘管理工作。
综采工作面采场破碎顶板控制技术研究
李建平
（大同煤矿集团地煤公司马口煤矿，山西 大同 037100）
摘 要
以3301工作面为研究对象，分析了综采工作面采场破碎顶板失稳的主要因素，并根据实际给出了破碎顶板控制
措施，为该工作面安全回采奠定了基础。
关键词
采场 顶板 失稳 控制
中图分类号 TD327.2 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.06.002
Study on the Control Technology of Stope Roof in Fully Mechanized Coal Mining Face
Li Jian-Ping
(Datong Coal Mine Group coal company MaKou coal mine, Shanxi Datong 037100)
Abstract: Taking the 3301 working face as the research object, t analyzed the main factors of the broken roof of the stope roof in fully mechanized coal mining face and gave the control measures of the broken roof all these laid the foundation for safe mining of the working face. Key words : stope roof stability control
破碎顶板通常是指煤层顶板岩体强度较低，裂隙发育较高，岩体自承载能力和自稳性较差，现场维护难度相对较高的一类顶板。
破碎顶板易于导致顶板冒漏和煤壁片帮，若控制不当会威胁工作面的安全开采。
因此，掌握破碎顶板冒漏机理和特点，寻求合理的破碎顶板控制方式对于提高矿井安全水平极为重要。
1 工作面概况
3301工作面位于矿井3采区东翼，西邻采区下山，北部为尚在准备之中的3303工作面，南部和东部均为实体煤。
所采煤层为山西组3#煤层，煤层厚度为2.6~3.5m ，平均3.2m ，煤层倾角为6.8~12.5°，平均为10.5°，煤层硬度系数f=1~2。
3301工作面设计走向长度为1500m ，倾斜长度为180m ，工作面伪顶为厚0.2~0.3m 的炭质泥岩，直接顶为厚2.5~2.8m 的泥岩，基本顶为厚4.8~6.5m 的中粒砂岩和粗粒砂岩。
根据试验室顶板岩体力学试验可知，该工作面顶板整体强度较低，节理裂隙发育程度较高，属破碎型顶板岩层。
由物探和掘进资料可
知，工作面共有正断层六个，落差不超过5m ，沿机巷走向方向分布有A 、B 和C 三个薄煤带，断层和薄煤带的存在造成其附近顶板破碎程度进一步加剧，对工作面正常回采会造成一定的影响。
工作面采用一进一回U 形通风方式，采场共布置120台ZY4000-17/37型支架。
2 破碎顶板失稳原因分析
（1）3301工作面所采煤层为山西组3#煤层，煤体软弱且节理裂隙发育程度较高，煤体承载能力和自稳性有限，无法对顶板进行有效支承，在工作面正常回采期间，超前支承应力难以通过煤体传至底板，煤体会进一步变形、失稳和破碎，造成顶板下部处于弱支承状态，且顶板岩性为强度较低、裂隙发育程度高的泥岩、砂质泥岩等弱岩，故在回采过程中容易出现顶板失稳冒漏和煤壁片帮现象。
（2）3301工作面地质构造发育较复杂，不仅存在多个断层，且沿走向方向出现多个薄煤带，这样促使顶板完整性进一步降低。
根据地质资料可知，该工作面整体处于大构造向斜上，工作面顶板应力集中较明显，进一步促使顶板破碎加剧。
（3）支架工作状态与顶板冒漏关系密切相关。
通过支架工作阻力变化情况可知，在回采期间，支架始终处于弱支护状态，所测支架平均初撑力
为1450kN ，仅为额定初撑力的46.92%；平均工作阻力为2780kN ，为额定工作阻力的69.50%；来压期间平均工作阻力为3870kN ，为额定工作阻力的96.75%。
由此可知，支架不能给予顶板有效地支承，尤其是过低的初撑力难以对顶梁上方岩体进行预先支护，造成顶板下沉、变形和破坏，进而顶板冒漏和煤壁片帮，进一步引发顶板失稳。
（4）矿山压力和采动扰动作用造成顶板变形失稳和破坏，同时还一定程度地降低了支架前方煤体的完整性和自身强度，进一步促使上方顶板失稳。
据现场统计，在来压期间支架端头顶板冒漏率较非来压期间要高出31.5%。
重视矿压规律，在来压前提前控制顶板是非常关键的。
此外，工作面支架端面距超标也是引起采场顶板冒漏的重要因素；工作面推进速度过慢也一定程度的促进顶板失稳破坏，尤其是过断层等构造带时，过慢的推进度相对会加大顶板弯曲变形率和顶板冒漏率。
3 顶板控制措施
（1）加强煤壁注水管理，通过煤壁注水可较好的提高煤体的粘度、稳定性和强度，可大幅度提高煤壁对顶板的支承作用。
根据3301工作面实际，设计沿工作面倾斜方向在距离顶板1.0m 处布置注水钻孔，钻孔间距为5.0m ，钻孔规格为Φ42×6500mm ，注水压力要求为5-8MPa ，注水时间以煤壁渗出水珠为准。
（2）过构造带和破碎带时可采用顶板铺网来预防顶板冒漏，3301工作面所用网片为12#铁丝编制，网片长×宽=15×1.2m ，网格规格（长×宽）40×40mm ，金属网长边沿倾向布置，宽边沿走向布置，两网片倾向搭接200mm ，走向搭接600mm 。
为了防止拉移支架造成网片拉裂现象，走向应顺茬搭接，见图1。
图1 3301工作面过构造带时顶板铺网示意图
（3）对于顶板极度破碎，采用顶板铺网难以有效对顶板进行控制时，可根据需要采用对顶板进行化学注浆加固，注浆加固能够有效提高煤壁和顶板的完整性和强度。
浆液可选择玛丽散、波雷因或
者水泥-水玻璃混合浆等。
在距离顶板300~500mm 向上以15°~20°角度穿煤体向顶板布置注浆孔，注浆孔沿倾斜方向间距为4.0m ，孔深6~8m ，通过注浆设备向注浆孔注入选用的浆液。
实践证明，尽管化学注浆成本较高，但其加固效果好，操作简单，是控制极破碎顶板的有效方法。
（4）若支架端头处顶板已经发生冒漏时，若冒漏程度较轻可采用拉超前架并打开闭帮进行护帮即可，若冒漏程度较严重，可采用架设倾向棚来进行处理，架棚见图2所示。
架棚步骤：先移动顶板相对稳定处的支架后在顶梁端头架设半圆木、升紧，
然后移动顶板冒漏处支架将半圆木担起，升紧支架。
图2 3301工作面顶板冒漏处架棚处理示意
此外，应适当提高支架初撑力，确保移架后能及时给予顶板有效支承；合理控制端面距，确保顶板处于有效支护状态；适当提高工作面推进速度，减少顶板弯曲变形时间，对于降低破碎顶板冒漏率和冒漏程度也十分有效。
同时，严格按照采煤作业规程进行回采，严禁超高、托顶煤开采等，合理确定移架顺序。
4 结语
控制顶板变形破坏是确保工作面安全回采的重要措施，在生产中，应掌握顶板变形破坏的内部因素，并有针对性地选择顶板控制方法，尤其对于破碎顶板而言，应从多角度、多方面来思考破碎顶板失稳内因，并结合现场实际采取合理方法进行控制，从根本上解决破碎顶板失稳问题。
【参考书目】
［1］ 禹申友.综放工作面破碎顶板加固技术实践[J].
煤矿现代化, 2010，(4):49-50.
［2］ 周卫东.综采工作面破碎顶板综合控制技术[J].
中州煤炭, 2009，(1):46-47.
［3］ 杨殿海.预防松软破碎顶板冒落有效措施[J].煤
炭技术, 2009，28(4):9-11.
［4］ 曹根胜,刘长友.采场破碎顶板注浆加固机理[J].
中国矿业大学学报, 1998，27(3):288-290.
［5］ 于伟.软煤层综采工作面破碎顶板控制技术研究
[J].山东煤炭科技, 2016，(91):33-34.。