浅谈综放工作面复合煤层顶板管理技术

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1、浅谈综放工作面复合煤层顶板管理技术张扬中煤华昱南阳坡煤业有限公司摘要：南阳坡煤矿邸煤层厚度达12m，且煤层属不整合层状发育，在正常开采过程中，受采动老顶活动影响较大，在周期来压期间，工作面溜子机头和机尾处、工作面上下安全出门及两道出现不同程度的顶板下沉、帮部压垮等现象，极容易出现工作而漏、冒顶的危害，尤其在当工作而遇到断层、褶曲等地质构造带时，顶板管理和维护及其困难，对安全生产极为不利。结合矿井复合型厚煤层的综放工作面的实际，釆取多种技术措施对顶板进行管理，取得了较好的效果。关键词：综放工作而;复合煤层;顶板管理技术;作者简介：张扬（19

2、68-），男，工程师，毕业于东北大学采矿工程专业，主要从事煤矿采掘技术管理工作。收稿日期：2017-10-05Received：2017-10-051煤层及顶板概况1.1煤层情况描述南阳坡矿6煤层为复合煤层，煤层厚11.28^13.85m，平均厚12.68m，属不稳定煤层，结构较复杂，一般含夹矸0、层，夹矸岩性多为炭质泥岩及泥岩，各夹矸厚度一般都在0.4m左右，累计夹矸厚度大于2m。采煤方法以综采放顶煤为主。1.2煤层的顶板情况煤层顶板以老顶为主，直接顶次之，无伪顶分布。直接顶为泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩，早层厚度0.90"5.60m,地

3、层岩性主要为泥岩、砂质泥岩及粉、细砂岩,局部具含砾粗砂岩。老顶为屮、粗砂岩且局部含砾岩，单层厚度1.5~13.3m,平均厚度约6m,多为块状构造，钙质及泥质胶结，胶结较为松散其微细层理，节理、裂隙发育不完整。2综放工作面局部片帮冒顶原因分析(1)矿压因素。根据现场数据观测，该矿6煤层工作面周期来压步距一般在20~30m之间，顶板活动比较频繁。根据地质资料可知，煤层顶板主要为砂岩，而且成块状构造，同时顶板各岩层之间为钙质和泥质胶结，在厚煤层放顶煤开采之后，老顶随工作而开采极易下沉，形成矿压，破坏工作而两出口的巷道支护及工作面煤壁的支撑性，危

4、害较大［1］。(2)地质因素。根据对该矿煤层结构、顶板岩层情况分析，可以看出该矿6煤层较厚，而II煤层中间有广6层泥质夹矸，属于厚煤层不整合接触，煤层整体性极为脆弱，在放顶煤开采过程屮，在受原岩应力自身释放和老顶下沉受压的综合作用，煤体受到很大破坏。在幵采工程中工作面煤壁经常出现片帮现象，同吋工作面上下出口及超前支护段巷道顶板下沉较为严重。尤其在工作面遇到断层以及褶曲带时，一般在断层带和褶曲背向处煤层几乎成碎、粒状，煤帮基木起不到承压作用，原有支护也受到极大破坏，极易造成工作面漏顶和冒顶［2］。(3)综放工作面管理及操作不当。工作面支架的

5、有效管理对于顶板压力控制极为关键，尤其支架选型以及日常操作、检修工作是重中之重，如在移架吋没有接实顶板，造成初撑力不足，工作面没有及时移架形成空顶等操作都会影响对顶板的有效控制；同时H常检修中对乳化液供液系统检修的不到位，使支架出现立柱、片阀窜液等，降低支架的支撑强度。3综采放顶煤工作面的顶板管理技术3.1优化釆煤工艺，科学设计支护方案(1)按照相关经验，放顶煤采放比一般控制在1:2,这样有利于工作面的顶板维护和控制，该矿煤层厚度平均为12m,将采高设计为3.5m,在考虑回收率的前提下，放煤高度一般在广8ni。通过采放的技术控制，减弱了煤

6、壁的支撑受压，在保证支架初撑力的基础上，工作面顶板得到了有效控制。(2)当顶板及煤体破碎时，减少采煤机的一次进刀量。一般将进刀量控制在设计截深的80%左右，煤机截割速度可以提高30%，实行浅截快跑，支架实现提前护顶的作用。(3)工作面上下出门以及超前支护设计。一般超前支护改为3排单体联合支护，排距不超过0.9m;在两顺槽帮部增加1排锚索护帮，根据围岩破坏范围，锚索长度设计为11.3m，采用直径17.8mm的钢绞线，锚索托盘选用厚度20mm钢板，规格为300mmX300mm;同时在原有顶板支护的2排锚索之间再增加1排，这样在工作面周期来压时

7、，可以有效地控制两巷的顶板下沉及帮部垮落。在具体操作时，通过及时的矿压观测，根据不同的情况对超前支护进行加密支护，对于两出口的顶板管理十分有效。(1)根据煤层受压破碎程度，通过局部注射马舶散对工作面煤体进行整体加固，加强煤壁的支撑作用，达到和支架的联合支护作用，防治顶板发生超前漏冒。3.2强化设备管理，做好设备检修(1)提高支架的初撑力和工作阻力。(1)尽可能提高泵站的供液能力或选择高压泵站的供液系统，尽量减少液压系统的跑、冒、滴、漏现象和工作面液压系统的窜液问题。(2)正确操作支架，在移架升柱后，不要立即把升柱手把打回零位，以提高初撑力

8、。(3)充分利用支架的初撑力，及时有效地支护顶板。(2)工作面机电事故的影响对于顶板控制极为不利，尤其会形成工作面长时间的空顶。当老顶活动剧烈时，如果设备不及时运转，会加大对煤壁的支撑破坏，同