綜采工作面破碎頂板控制技術探析

孫磊

摘 要：本文以破碎頂板控制技術為研究對象，在分析破碎頂板冒頂的產生原理及其規律的基礎上，綜采工作中如何提升破碎頂板控制技術的對策，旨在為相關從業者提供借鑒與參考。

關鍵詞：綜采工作面；破碎頂板；控制技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.044

1 引言

所謂破碎頂板是指針對強度低、整體性差、自穩能力較弱的巖石進行維護困難頂板的控制。在實踐中，破碎頂板較常發生局部冒頂事故，這不利于企業的安全生產，給企業的安全生產帶來了極大的隱患。盡管局部冒頂的范圍較小，但是其可能帶來的影響卻十分嚴重。在實踐過程中，正由于該問題屬于局部冒頂，因此施工人員常常對這一問題較為忽視。但從實際情況來看，冒頂事故的預防難度較之于其它冒頂事故更大，因此，探尋科學的解決破碎頂板的控制技術具有十分關鍵的重要意義。

2 破碎頂板冒頂的原理與規律

在綜采工作面所控制的區域范圍內，由于破碎頂板處的巖石所具有的強度相對較低，整體性能很差，并且自穩能力非常弱，這就使得破碎頂板成為了維護工作上存在一定困難的頂板類型。通過煤礦企業的生產實踐活動來看，破碎頂板通常會發生局部坍塌的冒頂事故，給企業的安全生產與經濟效益帶來不小的損失。局部冒頂的事故發生范圍較之于其它事故來說可能較小，通常在1-2或者3-5架支架范圍內，但其在整個事故中的發生率卻不容小覷。由于較之于其它冒頂事故來講這類事故的防范難度較大，因此，在提出科學的控制技術對策之前，先深入了解并掌握破碎冒頂的發生原理與發生規律就變得十分關鍵。通常情況下來看，破碎頂板的發生地帶往往位于斷層帶、褶皺帶等等，從這些地帶的地址構造來看，這些地方的頂板很容易遭到下沉以及竭力裂縫發育嚴重的問題，造成巖石破碎。這往往表現在頂煤或頂板的強度很低，以此，這些頂板在礦石強有力的作用下很容易發生斷裂，有時是直徑為幾米長的塊狀，有時甚至呈現粉末狀。

（1）斷層的形成破壞頂板完整性。在很多地帶中，由于巖石受到一定程度的擠壓作用，會在該處形成斷層。斷層的形成破壞了頂板的完整性，這樣一來，在斷裂處的附近就會被填充許多粉狀或者泥狀的填充物，造成斷層表面十分光滑，上下層缺乏了附著力，彼此相互分離而將原來的應力場分布進行改變，所以說冒頂問題便極易發生在這些表面光滑的斷層周圍。

（2）地殼運動破壞頂板的完整性。部分巖石在當地發生地殼運動后，由于這些巖石在受到外界壓力下無法承受較大壓力而出現了褶皺。這些褶皺區的殘余應力會對原來的巖層應力場的分布產生不小的影響，使得褶區在背斜與向斜區域內聚集了大量的彈性能，尤其是在小型的褶區受到影響后，使得頂板布局發生破碎而影響局部的冒頂。

（3）煤層擠壓破壞頂板的完整性。由于巖石受到煤層擠壓作用的影響，受到擠壓后的巖層或者煤層變薄，同時，頂板在受到擠壓后會形成很多節理，出現滑動面，這會使得大多數的頂板十分破碎，極容易形成局部的冒頂。由于受到構造的影響，這些巖石會變成形狀各異的巖塊，加之這些巖塊的獨立性使之較易形成局部冒頂，甚至形成大冒頂，冒頂現象的發生導致巖石的強度降低，形成局部冒頂甚至更大規模的冒頂事故的產生。

3 綜采工作中提升破碎頂板控制技術的對策

根據破碎頂板特點來看，這種破碎頂板不允許冒頂巖石在外暴露時間過長，且面積也不宜太大。若企業生產工作人員能夠對冒頂事故進行及時的控制與防范則會對企業的安全生產產生有利影響，若冒頂事故得不到應有的防范，冒頂事故則會愈來愈大，進而演化成為大范圍的冒頂事故。由此可以看出，在面對控制冒頂事故發生的工作中，應該首先認識到冒頂事故的危害，以及問題的逐步擴張性，將冒頂事故的控制在最小范圍內。因此，科學的控制對策應該被采取。

（1）加強地質工作。應有效加強地質工作，在工作面回采前應該首先提供較為系統、詳細的地質說明書，說明書中應該包括工作面地質構造的變化情況、斷層產狀、節理裂縫和破碎帶以及水的情況等等。

（2）及時掌握斷層性質。在進行回采的過程中，技術人員和回采人員應該對當地工作面的斷層情況，包括斷層的性質、構造以及頂板巖石的性質和破碎帶情況等等，并通過上述情況對可能發生的冒頂性質與范圍進行科學的預測，以此展開系統性與計劃性的措施。

（3）加強員工的培訓教育。加強對企業員工的教育與培訓工作也是提升破碎頂板控制技術的最有效手段之一。培訓中可以幫助員工對于局部冒頂的危害以及控制局部冒頂工作的重要性有一個清晰的認識，并在實踐中不斷總結經驗，將冒頂防止工作做到更細、更科學，爭取將局部冒頂事故危害控制在最小范圍之內。

（4）縮短兩端至煤壁距離。在節理裂隙發育的鑲嵌頂板中，從位置上說，冒頂現象通常發生于煤壁側；從時間上說，冒頂現象發生于放炮以后，在永久支架還未建立的空頂階段。由此可見，綜采工作應該采用超前掛梁、提前打探板等方式，來盡可能地縮短梁端至煤壁的距離以此控制局部冒頂問題的出現。

4 結語

綜上所述，破碎性是破碎頂板所具有的最為突出的特性。這種破碎頂板不允許冒頂巖石在外暴露時間過長，且面積也不宜太大。若企業生產工作人員能夠對冒頂事故進行及時的控制與防范則會對企業的安全生產產生有利影響，若冒頂事故得不到應有的及時防范與控制，那么冒頂事故的發生范圍則會愈來愈大，進而演化成為大范圍的冒頂事故，給煤礦企業的安全生產帶來極為不利的影響。因此，我們應在有效掌握冒頂事故發生原理與規律的基礎之上，為對局部冒頂實施有效控制，爭取在局部冒頂事故范圍擴大之前積極采取相應科學對策，加強對破碎頂板的管理域控制，提升頂板控制技術，科學掌握并預測局部冒頂事故，做好總結工作，由此進行相關的對策措施，以便切實將問題扼殺于搖籃之中，盡量避免甚至杜絕破碎頂板冒頂現象的發生，將危害降低到最小限度內。

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