三軟煤層頂板控制探析

裴濤濤

【摘要】三軟煤層是指在煤礦開采的過程中，遇到的頂板巖層、底板巖層以及主采煤層都比較的松軟的煤層。由于三軟煤層的結構比較復雜，因此在其發育的過程中容易產生裂隙，再加上煤層的頂板和底板都是軟弱巖層，容易對煤礦安全生產帶來隱患。為了預防事故的發生，必須從多個層面分析頂板事故發生的原因，加強煤層頂板管理，杜絕安全事故的發生。“三軟”煤層因頂底板巖性條件變化大，復合頂板條件下圍巖表面破碎，整體性差，支護困難，因此更應該做好頂板控制工作，確保煤礦安全生產。

【關鍵詞】“三軟”煤層；原因；頂板；支護；控制

“三軟”煤層指煤礦開采中遇到的軟的頂板巖層、軟的主采煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，具有三軟特征的煤礦煤層和頂底板均為軟弱巖層。煤層裂隙發育，構造復雜。三軟煤層會影響到煤礦的支護系統，重點是減小彈性形變能力，較難對外力進行抵抗，倘若支護系統難以承受煤層壓力，那么煤層頂板會彎曲和下沉，進而導致煤層上覆板的破碎，導致掘進、回采、管理難度的提升。以上的要素會導致頂板和巖層的分離，導致大范圍冒頂情況的出現，這嚴重地影響到掘進與開采的安全性。

一、頂板事故的發生主要原因

（1）由于采煤生產中不斷要進行機頭機尾的移置工作，在拆除舊支柱設置新支柱時，已經斷裂的頂板可能進一步松動冒落；和回采工作面相連的一段巷道支架的支撐力小，很難控制直接頂的下沉甚至破碎，回采面的不斷推進在拆卸過程中破碎頂板可能冒落。

（2）掘進破巖后頂部有與巖體失去聯系的巖塊，如支護不及時而造成冒落，或者掘進工作面附近支護部分頂部有與巖體失去聯系的巖塊，一旦失效就會造成事故。

二、“三軟”煤層頂板控制技術

（一）強化監控工作面礦壓，合理地管理頂板

創建和完善礦壓預報和頂板監測機制。在每一個班次上，采煤區都設置觀測者，仔細地監控礦壓，技術科設置礦壓組，擔負監控采煤工作面的礦壓，定期地指導和抽查，在每個月的時候進行歸納和提出合理化的建議或者是意見；監測者真正地注重五個過程，即檢測、補改、驗測、填報、處理，確保數據監測的穩定性與真實性，實時地整改出現的問題，對觀測記錄進行仔細地填寫，實時地將礦壓的監控現狀匯報給礦總工程師，區干部實時地執行領導閱示的建議意見；認真地根據“重點監控特殊點、異常段、重點區，選測監控正常生產，加強監控初放期間，棵棵監控裝面收作”原則，進行合理和科學地布點，實施有目的性地監控；遵循初撐力為先之原則，憑借阻力論安全，通過數據對生產進行有效地指導，實現管理的科學性；平時檢測的內容是頂板狀態參數（端面冒高、頂板臺階下沉、頂底板移近量），支護參數（涵蓋支柱鉆底量、支柱末阻力、支柱初撐力等）、實際測量頂底板移近量的過程中，以頂板的動態以及末排和首排支柱的差值最作為標準。

（二）增強支柱的支護，保障支架的可靠性以及安全性

針對炮采工作面而言，工作面順利回采的根本是支架的可靠性與直接頂的完整性，在應用單體液壓支柱的工作面，除了確保基本支柱跟需要相適應之外，需要努力借助獨特的支架使得支架的可靠性與支護強度增加。一是在周期來壓和老頂初次來壓期間，實施的策略是順著放頂線里側將一排戧棚打上。工作面支架不僅僅順著走向的趨勢，還順著傾斜的走向趨勢，有著可靠性與整體性的特點，并且也使得頂板的下沉減少。二是放炮支護借助超前掛梁背頂，將一排臨時貼幫柱實時地打好，如此不但能夠避免老頂和直接頂的煤壁片幫以及離層情況的出現，而且還能夠使支柱運行阻力與支架承載能力提高，以使老頂和直接頂間的摩擦阻力增加，避免老塘側抽頂，以有助于直接頂完整的維護。此外，在在工作面的一系列支柱實施穿柱鞋，在需要的時候下底梁，以避免支柱的鉆底，在行人道上，借助笆片和塘材將行人臺階檔好，以避免因為底板松軟行人而導致的底煤下流，避免支柱的倒棚和失腳，進而保障工作面回采的順利進行與安全性。

（三）遵循循環正規作業，以使工作面的推進加快

避免冒頂的關鍵性策略是循環正規作業。工作面循環順利，較快地推進，懸露頂板的壓力小、時間短，支架受力就小，這有助于對頂板進行控制。不然，冒頂就會出現。結合實際工作經驗，在工作面一天一個循環的情況下，相同觀測位置頂板的下沉量大大地減少。因此，遵循循環正規作業的原則，可以使工作面的推進速度增快，從而使得頂板下沉量大大地減少，以及使工作面的工作現狀得以改進和完善。

（四）嚴把工程質量管理，避免出現頂板事故

務必根據作業規程的要求實時地支護工作面，不允許空頂進行。務必牢固地架設任何的支架，不允許將支架架設在浮矸或者是浮煤上，支柱應當迎山有力，將大棚檔消滅，確保支柱具備充足的初撐力。實時地更換或修復出現失效的支架以及損壞和碰倒的工作面。在爆破工作面之后，應實時地掛梁過頂，盡可能地使懸頂的時間縮短，齊梁安置金屬鉸接頂梁，過頂時增加搪材與借助雙笆，且全面地封閉采空區和工作面煤壁、頂板。倘若工作面發生頂梁端面距過大、煤壁片幫、頂板破碎的情況，務必事先掏窩掛梁護柱頂板，避免工們面的抽頂、冒頂。

三、結語

總而言之，對于“三軟”煤層頂板的控制來講，只要有效地統一實踐以及理論，因地制宜，結合巷道礦壓與圍巖的特性，科學地選用支護參數，憑借科學技術，實施創新，強化管理，以及實施有目的性的策略和方法，就能夠搞好“三軟”煤層頂板的控制，最終促進綜放工作面的順利采掘，并且大大地減少和防止出現事故，推動生產的安全性。

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