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摘要：本文主要就南屯煤矿工作面发生的严重的偏帮、冒顶事故，进行全面分析，并对今后类似条件的工作面开采提出开采建议。
关键词：破碎顶板 支架阻力 片帮冒顶 支护
南屯煤矿93上10是九采区剩余不多的3上煤，该工作面从2010年9月至今，由于种种因素的作用和影响，导致工作面长时间大面积发生严重的偏帮、冒顶事故，严重的影响了正常的生产和安全，直接影响综放技术发挥优势和效益，造成了很大的经济损失。顶板支护质量是该工作面顶板控制的最薄弱的环节。
1 工作面开采条件
1.1 基本概况
93上10工作面位于九采区北部，工作面西北部为93上12工作面采空区；西南部与九采三分区回风巷相邻；东南部未开采；东北部临近大东章保护煤柱；93上12泄水巷由工作面东北部下伏穿过。工作面上顺切眼东距九采—670水仓外环约63m；上顺槽东南距九采西翼煤层下山约80m。地面标高（49.9～53.2m），平均51.55m，工作面标高（—508.4～—646.3），平均—557.4m。该面走向长度1138.4m，倾斜长度198.5m。煤层厚度（3.4～6.1m），平均5.05m。煤层倾角（2～10°），平均7°。工作面处于冲击地压发生的深度，经专家分析，93上12工作面具有冲击地压危险。 1.3 工作面设备布置。本工作面基本支架选用ZFQ6200—18/35型液压支架共127架，端头支架选用ZFQP6500—19/32型液压支架共6架，从上顺槽至下顺槽依次编号为1～133号支架，下端头最后一架为正常架。
乳化泵选用GRB—315/31.5型3台，装备三泵两箱；输液管路选用高压胶管，耐压45MPa以上。泵站安设在93上10综放工作面上顺槽联络巷内，距工作面约1300m。
1.4 矿压基本资料。93上10综放工作面直接顶的初次垮落步距为20m；该面老顶初次来压步距为42m；第一次周期来压步距为27m，第二次周期来压步距为23m，第三次周期来压步距为21m，周期来压步距平均为23.7m。
2 工作面支架阻力统计及顶板（顶煤）破碎冒顶状况描述
2011年9月，工作面已平均推进800米，据工作面结束还有338.4m。通过一个月对工作面支架阻力统计可以看出，整个工作面支架阻力普遍很低，其中前柱合格率最高为28%，后柱合格率最高为14%。
从统计数据来看，支架压力分布很不均匀，特别是支架压力长时间没有改变，始终处在很低的状态。支架的前后柱失衡也比较严重。两顺槽超前支护段内，压力显现明显，特别是溜尾处，顶板下沉量较大工作面顶板从支架前方煤壁滑坡处断裂，受周期来压的影响，顶板破碎加剧，大块矸石从面前冒落，多数支架其前梁被压趴下，前梁至溜槽高度仅1.0m，采煤机难以通过。
本工作面从开始回采以来支架立柱就不断地更换，尤其到2011年10月份一次性更换达130多颗立柱，大大的浪费了人力物力，但立柱更换上没有几天再次现漏液现象。可见支护设备的老化和检修质量。
3 事故原因分析
3.1 在工作面回采时没有足够的认识对复杂条件下发生非常规的片帮、冒顶事故进行分析、预测和处理，没有做好顶板管理工作。
3.2 支架设备的老化加上检修质量不达标，造成工作面支柱大量损坏，使支架始终处于对顶板形成不了足够的阻力。
3.3 泵站的安设位置距离工作面太远无法形成对支架（支柱）足够的压力。
3.4 因为本工作面有冲击地压危险，在工作面生产开始已对工作面进行断顶卸压和针对本工作面所进行的防冲工作，煤体的破碎也和其有一定的关系。所以本工作面推进比较缓慢。工作面的压力始终在支架的前方。
4 治理措施
4.1 带压移架。工作面在顶板破碎严重的区域可以上顶网，减少放煤量，加固顶板自身的吸合力。在移架的时候要带压移架，移架时先启动推拉千斤顶，在逐渐卸载，使梁与顶板保持一定的支撑阻力，带压前移，这样一定程度上减轻了顶板岩层的活动量，减少了顶板的下沉量，可有效控制顶板。
4.2 注玛丽散对顶煤进行加固。针对1#架～133#架顶板破碎片帮区域及巷道受压变形严重区域，采用注玛丽散对顶煤进行加固，钻孔布置在支架前梁下100～200mm处，根据工作面煤层注射马丽散的实际应用及厂家提供的相关经验数据，一般情况钻孔深度下可定为5.5m，钻孔仰角可定为30°，水平方向应垂直煤帮，同时由现场施工技术员根据煤厚变化调整钻孔深度及角度，原则上钻头应打到煤层直接顶，暂定每4.0m布置一个钻孔，单排布置。结合注射现场实际，初步设计每孔注浆量马丽散催化剂、树脂各10桶，根据现场情况可适当减少或增加注浆量，合理控制注浆量。
4.3 工作面顶板破碎处进行扩棚维护。在工作面采高小，顶板破碎处放炮落煤，工字钢棚支护，拉移支架托顶的方式进行处理。扩棚支护采用工字钢或板梁（3.95m，板梁断面不小于160×140mm）配合液压单体支柱（1.6、2.2、2.5、2.8m），工字钢或板梁走向布置，一头担在支架前梁上不少于300mm，另一头支设两架3.0m倾向工字钢或板梁抬棚，抬棚下支设单体，第一架抬棚距离前梁头不小于2.2m，第二架抬棚距前梁头不小于3.0m靠帮支设，尽量减少空顶距离，片帮严重及顶板破碎处加密单体支护，每架倾向抬棚支护两个支架的走向工字钢，刚性接触处必须垫木板皮防滑，倾向工字钢或板梁须用8#以上双股铁丝十字交叉与走向工字钢固定牢固。每个支架上两根走向工字钢或板梁，工字钢或板梁棚上铺设单层金属网，用板皮或板梁背顶，板皮间距小于0.5m。支架上走向工字钢或板梁间距750±100mm，距前梁边缘不小于200mm。
5 经验教训
93上10工作面发生大面积长时间的顶板事故，可以充分认识到工作面异常复杂的地质条件与其应对措施的不足，对今后类似条件的工作面开采应吸取经验教训。
①进一步提高应对复杂条件下发生非常规的片帮、冒顶事故的分析、预测和处理能力，做好顶板管理工作。②在设备的选择维护检修上要加大安全投入。保证支护质量尤其要确保支架初撑力。严格控制工作面采高，在出现冒顶片帮要及时维护，防止冒顶范围的扩大化。③加强工作面矿压观测，分析预报工作，对工作面顶板初次来压、周期来压及时预测、预报。加强工作面支护质量动态监督、检查。加强现场管理，合理安排工序，确保各项工作协调推进，减少工作面顶板维护作业时间，加快工作面推进速度。
关键词：破碎顶板 支架阻力 片帮冒顶 支护
南屯煤矿93上10是九采区剩余不多的3上煤，该工作面从2010年9月至今，由于种种因素的作用和影响，导致工作面长时间大面积发生严重的偏帮、冒顶事故，严重的影响了正常的生产和安全，直接影响综放技术发挥优势和效益，造成了很大的经济损失。顶板支护质量是该工作面顶板控制的最薄弱的环节。
1 工作面开采条件
1.1 基本概况
93上10工作面位于九采区北部，工作面西北部为93上12工作面采空区；西南部与九采三分区回风巷相邻；东南部未开采；东北部临近大东章保护煤柱；93上12泄水巷由工作面东北部下伏穿过。工作面上顺切眼东距九采—670水仓外环约63m；上顺槽东南距九采西翼煤层下山约80m。地面标高（49.9～53.2m），平均51.55m，工作面标高（—508.4～—646.3），平均—557.4m。该面走向长度1138.4m，倾斜长度198.5m。煤层厚度（3.4～6.1m），平均5.05m。煤层倾角（2～10°），平均7°。工作面处于冲击地压发生的深度，经专家分析，93上12工作面具有冲击地压危险。 1.3 工作面设备布置。本工作面基本支架选用ZFQ6200—18/35型液压支架共127架，端头支架选用ZFQP6500—19/32型液压支架共6架，从上顺槽至下顺槽依次编号为1～133号支架，下端头最后一架为正常架。
乳化泵选用GRB—315/31.5型3台，装备三泵两箱；输液管路选用高压胶管，耐压45MPa以上。泵站安设在93上10综放工作面上顺槽联络巷内，距工作面约1300m。
1.4 矿压基本资料。93上10综放工作面直接顶的初次垮落步距为20m；该面老顶初次来压步距为42m；第一次周期来压步距为27m，第二次周期来压步距为23m，第三次周期来压步距为21m，周期来压步距平均为23.7m。
2 工作面支架阻力统计及顶板（顶煤）破碎冒顶状况描述
2011年9月，工作面已平均推进800米，据工作面结束还有338.4m。通过一个月对工作面支架阻力统计可以看出，整个工作面支架阻力普遍很低，其中前柱合格率最高为28%，后柱合格率最高为14%。
从统计数据来看，支架压力分布很不均匀，特别是支架压力长时间没有改变，始终处在很低的状态。支架的前后柱失衡也比较严重。两顺槽超前支护段内，压力显现明显，特别是溜尾处，顶板下沉量较大工作面顶板从支架前方煤壁滑坡处断裂，受周期来压的影响，顶板破碎加剧，大块矸石从面前冒落，多数支架其前梁被压趴下，前梁至溜槽高度仅1.0m，采煤机难以通过。
本工作面从开始回采以来支架立柱就不断地更换，尤其到2011年10月份一次性更换达130多颗立柱，大大的浪费了人力物力，但立柱更换上没有几天再次现漏液现象。可见支护设备的老化和检修质量。
3 事故原因分析
3.1 在工作面回采时没有足够的认识对复杂条件下发生非常规的片帮、冒顶事故进行分析、预测和处理，没有做好顶板管理工作。
3.2 支架设备的老化加上检修质量不达标，造成工作面支柱大量损坏，使支架始终处于对顶板形成不了足够的阻力。
3.3 泵站的安设位置距离工作面太远无法形成对支架（支柱）足够的压力。
3.4 因为本工作面有冲击地压危险，在工作面生产开始已对工作面进行断顶卸压和针对本工作面所进行的防冲工作，煤体的破碎也和其有一定的关系。所以本工作面推进比较缓慢。工作面的压力始终在支架的前方。
4 治理措施
4.1 带压移架。工作面在顶板破碎严重的区域可以上顶网，减少放煤量，加固顶板自身的吸合力。在移架的时候要带压移架，移架时先启动推拉千斤顶，在逐渐卸载，使梁与顶板保持一定的支撑阻力，带压前移，这样一定程度上减轻了顶板岩层的活动量，减少了顶板的下沉量，可有效控制顶板。
4.2 注玛丽散对顶煤进行加固。针对1#架～133#架顶板破碎片帮区域及巷道受压变形严重区域，采用注玛丽散对顶煤进行加固，钻孔布置在支架前梁下100～200mm处，根据工作面煤层注射马丽散的实际应用及厂家提供的相关经验数据，一般情况钻孔深度下可定为5.5m，钻孔仰角可定为30°，水平方向应垂直煤帮，同时由现场施工技术员根据煤厚变化调整钻孔深度及角度，原则上钻头应打到煤层直接顶，暂定每4.0m布置一个钻孔，单排布置。结合注射现场实际，初步设计每孔注浆量马丽散催化剂、树脂各10桶，根据现场情况可适当减少或增加注浆量，合理控制注浆量。
4.3 工作面顶板破碎处进行扩棚维护。在工作面采高小，顶板破碎处放炮落煤，工字钢棚支护，拉移支架托顶的方式进行处理。扩棚支护采用工字钢或板梁（3.95m，板梁断面不小于160×140mm）配合液压单体支柱（1.6、2.2、2.5、2.8m），工字钢或板梁走向布置，一头担在支架前梁上不少于300mm，另一头支设两架3.0m倾向工字钢或板梁抬棚，抬棚下支设单体，第一架抬棚距离前梁头不小于2.2m，第二架抬棚距前梁头不小于3.0m靠帮支设，尽量减少空顶距离，片帮严重及顶板破碎处加密单体支护，每架倾向抬棚支护两个支架的走向工字钢，刚性接触处必须垫木板皮防滑，倾向工字钢或板梁须用8#以上双股铁丝十字交叉与走向工字钢固定牢固。每个支架上两根走向工字钢或板梁，工字钢或板梁棚上铺设单层金属网，用板皮或板梁背顶，板皮间距小于0.5m。支架上走向工字钢或板梁间距750±100mm，距前梁边缘不小于200mm。
5 经验教训
93上10工作面发生大面积长时间的顶板事故，可以充分认识到工作面异常复杂的地质条件与其应对措施的不足，对今后类似条件的工作面开采应吸取经验教训。
①进一步提高应对复杂条件下发生非常规的片帮、冒顶事故的分析、预测和处理能力，做好顶板管理工作。②在设备的选择维护检修上要加大安全投入。保证支护质量尤其要确保支架初撑力。严格控制工作面采高，在出现冒顶片帮要及时维护，防止冒顶范围的扩大化。③加强工作面矿压观测，分析预报工作，对工作面顶板初次来压、周期来压及时预测、预报。加强工作面支护质量动态监督、检查。加强现场管理，合理安排工序，确保各项工作协调推进，减少工作面顶板维护作业时间，加快工作面推进速度。