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摘要：残采工作面地质条件复杂，旧巷、采迹较多，顶板围岩不稳定等原因。在回采过程中遇特殊情况时，顶板控制是安全生产的重要工作。必须采取相应措施，加强顶板控制，减少冒顶事故，达到安全、稳产、高效的目的。
关键词：残煤；综采；特殊地点；控顶
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672.3198（2013）03.0189.02
0前言
西安煤业公司是上世纪60年代投产的老矿井，原始煤层已经枯竭。90年代末采用综采放顶煤采法回采部分剩余残煤。下面根据本人十几年来现场实际经验对回采中几个特殊地点顶板管理进行分析。
1煤层顶板
1.1伪顶
是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.2～0.5m之间，多由页岩、炭质页岩等组成。
1.2直接顶
是直接位于伪顶或煤层之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
1.3老顶
老顶是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。
2顶板类别
根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。
2.1易冒落的松软顶板
该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。
2.2中等冒落性的顶板
该类顶板的特点是直接顶，厚度一般小于煤层平等的6～8倍，其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。
2.3难冒落的坚硬顶板
这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。
2.4极难冒落的坚硬顶板
这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。
2.5可塑性弯曲的顶板
该类顶板的特点是直接顶，虽是具有一定厚度的坚硬岩层（如砂岩、石灰岩），但由于其中存在有平行于工作面的节理裂隙，采煤后顶板下沉，在移动过程中断裂成块，但仍互相挤在一起具有传递水平的能力，就像“砌体梁”一样，各岩块互相牵制而成平衡，随工作面推进顶板弯曲下沉接触底板。
3特殊地点及因素
3.1顶板破碎带
受断层、褶曲、裂隙、节理等原因影响，随着工作面开采，煤岩层相对稳定的结构遭到破坏，顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层，导致顶板破碎。另外一个主要原因，旧巷采迹的影响，围岩受到二次应力结构平衡破坏也极易导致顶板破碎。
3.2过联络道
工作面的联络巷道在掘进期间围岩已受到一定程度的破坏，回采时顶板会出现见空、松软、片帮、煤和岩石冒落等现象。
3.3工作面抹角
过拐点时为了调整工作面开帮方向抹角时，有一侧支架不前移或少前移，为调整支架开帮方向，多次升降支架造成顶板短时多次失去支撑力，造成顶板下沉易压架子。
3.4工作面顶底板遇构造
煤层、岩层受断层、褶曲、沉积等地质构造影响，底板或顶板岩石进入工作面开帮范围内，开帮时须放炮处理煤帮岩石，造成空顶时间长，动压大使顶板不稳定。
3.5走向仰角过大
工作面走向坡度大时，煤壁支撑点在底板与液压支架控顶前端垂直压力角加大。煤帮上部及控顶前方易片帮造成超宽、超高、冒顶。
3.6初次来压，周期来压
工作面回采至一定的距离时，由于老顶承受不起采空区强大压力，悬臂梁弯曲、断裂、下沉，使采空区及工作面控顶范围内压力急剧加大，给液压支架和顶板带来不同程度的影响。
3.7收尾撤液压支架
工作面回采完毕撤支架时，控顶距离较大，宽度8米，撤支架后改为单体液压支柱支护顶板，对工作面顶板破坏较大，压力相应也加大。
3.8结束放顶
撤回单体液压支柱，由下至上逐架撤出单体支柱，使工作面顶板落至底板，这一过程动压、静压同时产生，压力剧增，顶板破坏严重，顶板落到底板后，压力得到平衡稳定。
4特殊地点的顶板控制
（1）液压支架各部件性能完好，损坏、失效及时处理，乳化液泵压力要达到30MPa以上，使支架对顶板有足够的支护强度。
（2）采煤机割帮后。
及时将液压支架前梁伸出硬至顶板，把空顶时间和空顶面积缩到最短，最小，防止顶板发生大的变化。
（3）控制适当的采高。
工作面采高控制在2.5m以内，以减小煤壁压力和揭露面积，随于人员作业及隐患处理。
（4）掌握放顶煤数量。
砂帮放顶煤对于煤帮及顶板有很大影响，应根据煤帮顶板情况掌握放煤量。
（5）加快开帮速度。
工作面煤帮和顶板出现片帮，超宽、超高、破碎、趟货等情况时，要加快开帮速度，使其尽快进入采空区。
（6）铺设顶网。
工作面顶板松软、破碎、冒落等情况时，应及时铺顶网，以防淌货、超高、冒顶。
（7）手掘顶部，挂超前网。
工作面煤帮出现煤质煤松、片帮时，要手掘或风镐开帮上部，挂超前网，液压支架前梁及时伸出升至顶板硬实，采煤机只割底刀。
（8）打液压单体住，给临时棚。
工作面煤帮超宽0.6米以上，液压支架前梁控顶范围以外，使用16cm以上原木或槽钢作梁，单体液压柱作腿，给临时棚支护顶板，防止淌货造成超高，冒顶。
5结语
采取上述措施，顶板管理状况有所改善，冒顶现象有了一定有效遏制，为残采综放实现安全生产提供了很大保障，但这些措施都是被动预防措施，有待改进。研究更为主动的，使煤层不易脱落整体性强插管灌注固化剂等技术来提高残采良好条件，实现稳产高效生产水平。
关键词：残煤；综采；特殊地点；控顶
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672.3198（2013）03.0189.02
0前言
西安煤业公司是上世纪60年代投产的老矿井，原始煤层已经枯竭。90年代末采用综采放顶煤采法回采部分剩余残煤。下面根据本人十几年来现场实际经验对回采中几个特殊地点顶板管理进行分析。
1煤层顶板
1.1伪顶
是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.2～0.5m之间，多由页岩、炭质页岩等组成。
1.2直接顶
是直接位于伪顶或煤层之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
1.3老顶
老顶是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。
2顶板类别
根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。
2.1易冒落的松软顶板
该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。
2.2中等冒落性的顶板
该类顶板的特点是直接顶，厚度一般小于煤层平等的6～8倍，其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。
2.3难冒落的坚硬顶板
这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。
2.4极难冒落的坚硬顶板
这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。
2.5可塑性弯曲的顶板
该类顶板的特点是直接顶，虽是具有一定厚度的坚硬岩层（如砂岩、石灰岩），但由于其中存在有平行于工作面的节理裂隙，采煤后顶板下沉，在移动过程中断裂成块，但仍互相挤在一起具有传递水平的能力，就像“砌体梁”一样，各岩块互相牵制而成平衡，随工作面推进顶板弯曲下沉接触底板。
3特殊地点及因素
3.1顶板破碎带
受断层、褶曲、裂隙、节理等原因影响，随着工作面开采，煤岩层相对稳定的结构遭到破坏，顶板岩层应力通过煤层释放给底板岩层，导致顶板破碎。另外一个主要原因，旧巷采迹的影响，围岩受到二次应力结构平衡破坏也极易导致顶板破碎。
3.2过联络道
工作面的联络巷道在掘进期间围岩已受到一定程度的破坏，回采时顶板会出现见空、松软、片帮、煤和岩石冒落等现象。
3.3工作面抹角
过拐点时为了调整工作面开帮方向抹角时，有一侧支架不前移或少前移，为调整支架开帮方向，多次升降支架造成顶板短时多次失去支撑力，造成顶板下沉易压架子。
3.4工作面顶底板遇构造
煤层、岩层受断层、褶曲、沉积等地质构造影响，底板或顶板岩石进入工作面开帮范围内，开帮时须放炮处理煤帮岩石，造成空顶时间长，动压大使顶板不稳定。
3.5走向仰角过大
工作面走向坡度大时，煤壁支撑点在底板与液压支架控顶前端垂直压力角加大。煤帮上部及控顶前方易片帮造成超宽、超高、冒顶。
3.6初次来压，周期来压
工作面回采至一定的距离时，由于老顶承受不起采空区强大压力，悬臂梁弯曲、断裂、下沉，使采空区及工作面控顶范围内压力急剧加大，给液压支架和顶板带来不同程度的影响。
3.7收尾撤液压支架
工作面回采完毕撤支架时，控顶距离较大，宽度8米，撤支架后改为单体液压支柱支护顶板，对工作面顶板破坏较大，压力相应也加大。
3.8结束放顶
撤回单体液压支柱，由下至上逐架撤出单体支柱，使工作面顶板落至底板，这一过程动压、静压同时产生，压力剧增，顶板破坏严重，顶板落到底板后，压力得到平衡稳定。
4特殊地点的顶板控制
（1）液压支架各部件性能完好，损坏、失效及时处理，乳化液泵压力要达到30MPa以上，使支架对顶板有足够的支护强度。
（2）采煤机割帮后。
及时将液压支架前梁伸出硬至顶板，把空顶时间和空顶面积缩到最短，最小，防止顶板发生大的变化。
（3）控制适当的采高。
工作面采高控制在2.5m以内，以减小煤壁压力和揭露面积，随于人员作业及隐患处理。
（4）掌握放顶煤数量。
砂帮放顶煤对于煤帮及顶板有很大影响，应根据煤帮顶板情况掌握放煤量。
（5）加快开帮速度。
工作面煤帮和顶板出现片帮，超宽、超高、破碎、趟货等情况时，要加快开帮速度，使其尽快进入采空区。
（6）铺设顶网。
工作面顶板松软、破碎、冒落等情况时，应及时铺顶网，以防淌货、超高、冒顶。
（7）手掘顶部，挂超前网。
工作面煤帮出现煤质煤松、片帮时，要手掘或风镐开帮上部，挂超前网，液压支架前梁及时伸出升至顶板硬实，采煤机只割底刀。
（8）打液压单体住，给临时棚。
工作面煤帮超宽0.6米以上，液压支架前梁控顶范围以外，使用16cm以上原木或槽钢作梁，单体液压柱作腿，给临时棚支护顶板，防止淌货造成超高，冒顶。
5结语
采取上述措施，顶板管理状况有所改善，冒顶现象有了一定有效遏制，为残采综放实现安全生产提供了很大保障，但这些措施都是被动预防措施，有待改进。研究更为主动的，使煤层不易脱落整体性强插管灌注固化剂等技术来提高残采良好条件，实现稳产高效生产水平。