三软煤层顶板控制探析

裴涛涛

【摘要】三软煤层是指在煤矿开采的过程中，遇到的顶板岩层、底板岩层以及主采煤层都比较的松软的煤层。由于三软煤层的结构比较复杂，因此在其发育的过程中容易产生裂隙，再加上煤层的顶板和底板都是软弱岩层，容易对煤矿安全生产带来隐患。为了预防事故的发生，必须从多个层面分析顶板事故发生的原因，加强煤层顶板管理，杜绝安全事故的发生。“三软”煤层因顶底板岩性条件变化大，复合顶板条件下围岩表面破碎，整体性差，支护困难，因此更应该做好顶板控制工作，确保煤矿安全生产。

【关键词】“三软”煤层；原因；顶板；支护；控制

“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。三软煤层会影响到煤矿的支护系统，重点是减小弹性形变能力，较难对外力进行抵抗，倘若支护系统难以承受煤层压力，那么煤层顶板会弯曲和下沉，进而导致煤层上覆板的破碎，导致掘进、回采、管理难度的提升。以上的要素会导致顶板和岩层的分离，导致大范围冒顶情况的出现，这严重地影响到掘进与开采的安全性。

一、顶板事故的发生主要原因

（1）由于采煤生产中不断要进行机头机尾的移置工作，在拆除旧支柱设置新支柱时，已经断裂的顶板可能进一步松动冒落；和回采工作面相连的一段巷道支架的支撑力小，很难控制直接顶的下沉甚至破碎，回采面的不断推进在拆卸过程中破碎顶板可能冒落。

（2）掘进破岩后顶部有与岩体失去联系的岩块，如支护不及时而造成冒落，或者掘进工作面附近支护部分顶部有与岩体失去联系的岩块，一旦失效就会造成事故。

二、“三软”煤层顶板控制技术

（一）强化监控工作面矿压，合理地管理顶板

创建和完善矿压预报和顶板监测机制。在每一个班次上，采煤区都设置观测者，仔细地监控矿压，技术科设置矿压组，担负监控采煤工作面的矿压，定期地指导和抽查，在每个月的时候进行归纳和提出合理化的建议或者是意见；监测者真正地注重五个过程，即检测、补改、验测、填报、处理，确保数据监测的稳定性与真实性，实时地整改出现的问题，对观测记录进行仔细地填写，实时地将矿压的监控现状汇报给矿总工程师，区干部实时地执行领导阅示的建议意见；认真地根据“重点监控特殊点、异常段、重点区，选测监控正常生产，加强监控初放期间，棵棵监控装面收作”原则，进行合理和科学地布点，实施有目的性地监控；遵循初撑力为先之原则，凭借阻力论安全，通过数据对生产进行有效地指导，实现管理的科学性；平时检测的内容是顶板状态参数（端面冒高、顶板台阶下沉、顶底板移近量），支护参数（涵盖支柱钻底量、支柱末阻力、支柱初撑力等）、实际测量顶底板移近量的过程中，以顶板的动态以及末排和首排支柱的差值最作为标准。

（二）增强支柱的支护，保障支架的可靠性以及安全性

针对炮采工作面而言，工作面顺利回采的根本是支架的可靠性与直接顶的完整性，在应用单体液压支柱的工作面，除了确保基本支柱跟需要相适应之外，需要努力借助独特的支架使得支架的可靠性与支护强度增加。一是在周期来压和老顶初次来压期间，实施的策略是顺着放顶线里侧将一排戗棚打上。工作面支架不仅仅顺着走向的趋势，还顺着倾斜的走向趋势，有着可靠性与整体性的特点，并且也使得顶板的下沉减少。二是放炮支护借助超前挂梁背顶，将一排临时贴帮柱实时地打好，如此不但能够避免老顶和直接顶的煤壁片帮以及离层情况的出现，而且还能够使支柱运行阻力与支架承载能力提高，以使老顶和直接顶间的摩擦阻力增加，避免老塘侧抽顶，以有助于直接顶完整的维护。此外，在在工作面的一系列支柱实施穿柱鞋，在需要的时候下底梁，以避免支柱的钻底，在行人道上，借助笆片和塘材将行人台阶档好，以避免因为底板松软行人而导致的底煤下流，避免支柱的倒棚和失脚，进而保障工作面回采的顺利进行与安全性。

（三）遵循循环正规作业，以使工作面的推进加快

避免冒顶的关键性策略是循环正规作业。工作面循环顺利，较快地推进，悬露顶板的压力小、时间短，支架受力就小，这有助于对顶板进行控制。不然，冒顶就会出现。结合实际工作经验，在工作面一天一个循环的情况下，相同观测位置顶板的下沉量大大地减少。因此，遵循循环正规作业的原则，可以使工作面的推进速度增快，从而使得顶板下沉量大大地减少，以及使工作面的工作现状得以改进和完善。

（四）严把工程质量管理，避免出现顶板事故

务必根据作业规程的要求实时地支护工作面，不允许空顶进行。务必牢固地架设任何的支架，不允许将支架架设在浮矸或者是浮煤上，支柱应当迎山有力，将大棚档消灭，确保支柱具備充足的初撑力。实时地更换或修复出现失效的支架以及损坏和碰倒的工作面。在爆破工作面之后，应实时地挂梁过顶，尽可能地使悬顶的时间缩短，齐梁安置金属铰接顶梁，过顶时增加搪材与借助双笆，且全面地封闭采空区和工作面煤壁、顶板。倘若工作面发生顶梁端面距过大、煤壁片帮、顶板破碎的情况，务必事先掏窝挂梁护柱顶板，避免工们面的抽顶、冒顶。

三、结语

总而言之，对于“三软”煤层顶板的控制来讲，只要有效地统一实践以及理论，因地制宜，结合巷道矿压与围岩的特性，科学地选用支护参数，凭借科学技术，实施创新，强化管理，以及实施有目的性的策略和方法，就能够搞好“三软”煤层顶板的控制，最终促进综放工作面的顺利采掘，并且大大地减少和防止出现事故，推动生产的安全性。

参考文献：

[1]韩军平，刘三飞，郭英，田运奇，梁纪增.井下巷道掘进时的顶板管理探讨[J].煤炭技术，2010，（04）.

[2]杨张杰.“三软”煤层高档普采管理浅析[J].江苏煤炭，2008，（02）.

[3]徐中玉，简易放顶煤工作面顶板管理实践[J].水力采煤与管道运输，2009（01）.

[4]李风林，袁锡泉，倍长瑜.“三软”煤层采煤面的顶板管理经验[J].矿山压力与顶板管理，2009，（02）.

[5]王晓平.煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊）， 2010，（07）

[6]郑锐，青东矿三软煤层巷道锚梁网支护技术[J].科技信息，2010（21）：105-106.