综采工作面破碎顶板控制技术探析

摘 要：本文以破碎顶板控制技术为研究对象，在分析破碎顶板冒顶的产生原理及其规律的基础上，综采工作中如何提升破碎顶板控制技术的对策，旨在为相关从业者提供借鉴与参考。

关键词：综采工作面；破碎顶板；控制技术

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

1 引言

所谓破碎顶板是指针对强度低、整体性差、自稳能力较弱的岩石进行维护困难顶板的控制。在实践中，破碎顶板较常发生局部冒顶事故，这不利于企业的安全生产，给企业的安全生产带来了极大的隐患。尽管局部冒顶的范围较小，但是其可能带来的影响却十分严重。在实践过程中，正由于该问题属于局部冒顶，因此施工人员常常对这一问题较为忽视。但从實际情况来看，冒顶事故的预防难度较之于其它冒顶事故更大，因此，探寻科学的解决破碎顶板的控制技术具有十分关键的重要意义。

2 破碎顶板冒顶的原理与规律

在综采工作面所控制的区域范围内，由于破碎顶板处的岩石所具有的强度相对较低，整体性能很差，并且自稳能力非常弱，这就使得破碎顶板成为了维护工作上存在一定困难的顶板类型。通过煤矿企业的生产实践活动来看，破碎顶板通常会发生局部坍塌的冒顶事故，给企业的安全生产与经济效益带来不小的损失。局部冒顶的事故发生范围较之于其它事故来说可能较小，通常在1-2或者3-5架支架范围内，但其在整个事故中的发生率却不容小觑。由于较之于其它冒顶事故来讲这类事故的防范难度较大，因此，在提出科学的控制技术对策之前，先深入了解并掌握破碎冒顶的发生原理与发生规律就变得十分关键。通常情况下来看，破碎顶板的发生地带往往位于断层带、褶皱带等等，从这些地带的地址构造来看，这些地方的顶板很容易遭到下沉以及竭力裂缝发育严重的问题，造成岩石破碎。这往往表现在顶煤或顶板的强度很低，以此，这些顶板在矿石强有力的作用下很容易发生断裂，有时是直径为几米长的块状，有时甚至呈现粉末状。

（1）断层的形成破坏顶板完整性。在很多地带中，由于岩石受到一定程度的挤压作用，会在该处形成断层。断层的形成破坏了顶板的完整性，这样一来，在断裂处的附近就会被填充许多粉状或者泥状的填充物，造成断层表面十分光滑，上下层缺乏了附着力，彼此相互分离而将原来的应力场分布进行改变，所以说冒顶问题便极易发生在这些表面光滑的断层周围。

（2）地壳运动破坏顶板的完整性。部分岩石在当地发生地壳运动后，由于这些岩石在受到外界压力下无法承受较大压力而出现了褶皱。这些褶皱区的残余应力会对原来的岩层应力场的分布产生不小的影响，使得褶区在背斜与向斜区域内聚集了大量的弹性能，尤其是在小型的褶区受到影响后，使得顶板布局发生破碎而影响局部的冒顶。

（3）煤层挤压破坏顶板的完整性。由于岩石受到煤层挤压作用的影响，受到挤压后的岩层或者煤层变薄，同时，顶板在受到挤压后会形成很多节理，出现滑动面，这会使得大多数的顶板十分破碎，极容易形成局部的冒顶。由于受到构造的影响，这些岩石会变成形状各异的岩块，加之这些岩块的独立性使之较易形成局部冒顶，甚至形成大冒顶，冒顶现象的发生导致岩石的强度降低，形成局部冒顶甚至更大规模的冒顶事故的产生。

3 综采工作中提升破碎顶板控制技术的对策

根据破碎顶板特点来看，这种破碎顶板不允许冒顶岩石在外暴露时间过长，且面积也不宜太大。若企业生产工作人员能够对冒顶事故进行及时的控制与防范则会对企业的安全生产产生有利影响，若冒顶事故得不到应有的防范，冒顶事故则会愈来愈大，进而演化成为大范围的冒顶事故。由此可以看出，在面对控制冒顶事故发生的工作中，应该首先认识到冒顶事故的危害，以及问题的逐步扩张性，将冒顶事故的控制在最小范围内。因此，科学的控制对策应该被采取。

（1）加强地质工作。应有效加强地质工作，在工作面回采前应该首先提供较为系统、详细的地质说明书，说明书中应该包括工作面地质构造的变化情况、断层产状、节理裂缝和破碎带以及水的情况等等。

（2）及时掌握断层性质。在进行回采的过程中，技术人员和回采人员应该对当地工作面的断层情况，包括断层的性质、构造以及顶板岩石的性质和破碎带情况等等，并通过上述情况对可能发生的冒顶性质与范围进行科学的预测，以此展开系统性与计划性的措施。

（3）加强员工的培训教育。加强对企业员工的教育与培训工作也是提升破碎顶板控制技术的最有效手段之一。培训中可以帮助员工对于局部冒顶的危害以及控制局部冒顶工作的重要性有一个清晰的认识，并在实践中不断总结经验，将冒顶防止工作做到更细、更科学，争取将局部冒顶事故危害控制在最小范围之内。

（4）缩短两端至煤壁距离。在节理裂隙发育的镶嵌顶板中，从位置上说，冒顶现象通常发生于煤壁侧；从时间上说，冒顶现象发生于放炮以后，在永久支架还未建立的空顶阶段。由此可见，综采工作应该采用超前挂梁、提前打探板等方式，来尽可能地缩短梁端至煤壁的距离以此控制局部冒顶问题的出现。

4 结语

综上所述，破碎性是破碎顶板所具有的最为突出的特性。这种破碎顶板不允许冒顶岩石在外暴露时间过长，且面积也不宜太大。若企业生产工作人员能够对冒顶事故进行及时的控制与防范则会对企业的安全生产产生有利影响，若冒顶事故得不到应有的及时防范与控制，那么冒顶事故的发生范围则会愈来愈大，进而演化成为大范围的冒顶事故，给煤矿企业的安全生产带来极为不利的影响。因此，我们应在有效掌握冒顶事故发生原理与规律的基础之上，为对局部冒顶实施有效控制，争取在局部冒顶事故范围扩大之前积极采取相应科学对策，加强对破碎顶板的管理域控制，提升顶板控制技术，科学掌握并预测局部冒顶事故，做好总结工作，由此进行相关的对策措施，以便切实将问题扼杀于摇篮之中，尽量避免甚至杜绝破碎顶板冒顶现象的发生，将危害降低到最小限度内。

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