王 琛

（1.太原理工大学， 山西 太原 030024；2.山西高平科兴牛山煤业有限公司， 山西 高平 048400）

引言

煤矿行业中的复合顶板由多个部分构成，根据实际情况，煤层顶板是由泥岩、页岩、粉砂岩及煤等煤岩互层组成的，由于顶板的复杂性和层次性，煤层顶板便是复合顶板。复合顶板材料层理节理特殊，且裂隙容易发育难以恢复，顶板的各个层次离层后，发生的弯曲弧度，其抗弯能力差，物理属性脆弱冒进，加重了复合顶板的管理难度。若对复合顶板的管理不科学不合理，直接会影响到综采工作面，不合理的顶板管理会导致架前冒顶事故，对综采的高产量存在着制约。二叠系下石盒子组的开采情况是在综采工作面下进行的，有一层是皮带下山往里250 m处的煤层分层，因受力而发生分层，被分层的煤层厚度通常在0.6 m上下浮动，而夹矸厚度在0.8～5.2 m之间，丁6煤层厚度约为2.3～4.3 m，平均厚度为3.6 m，其二的采面沿丁6煤层回采工作能够在固定的层面做，这种情况下煤、岩互层复合顶发展成了采面顶板，采面顶板的管理技术讲究合理性，控制发现顶板一般采用综合的破碎顶板管理工艺技术。

1 复合破碎顶板管理施工技艺

第一，及时支护。采煤机割煤之后要保证顺序性，先支架后输送机，输送机能够架空两侧的距离，才能保证支架前柱与输送机的电缆槽托架之间的空隙，空隙距离要大于预留的一次截深距。移架输送机后，支护护帮装置作为稳固效用，防止煤壁产生片帮的情况。此外，使用伸缩梁的支架能够保持平衡性，要及时将伸缩梁伸出，杜绝冒顶支护[1]。

第二，超前支护。采用正常的移架方法，可以保证系列在微调的控制范围，但破碎顶板或煤壁片帮情况更严重的，采用此方法有待商讨。超前支护的方式能够使采煤机准确移架，使之受力位移，支护稳固顶梁顶住煤壁，避免了顶板暴壁，达到了提前支护的目的。

第三，带压擦顶移架。移架过程中的支柱受到工作阻力产生偏移，偏移距离太大，影响顶梁贴着顶板擦顶前移的空间，但这样能增大阻力，避免了移架时顶板岩层的频繁活动，顶板受移动的破坏较少。

第四，铺金属网。铺上金属网在支架顶梁上，对破碎顶板的管理效果显著。煤壁在前控顶范围内支架顺利前移，顶板破碎时才能保证顶网能顺利展开。或走上梁架在金属网上，有利于走向梁的托力，顶板受托而产生了走向梁及金属网的支护力，掩护向前移的方向。

第五，架走向梁。若能够在走向梁的一端架上采面器，煤壁上和煤壁靠顶板处与走向梁连接，另一头架在支架上掘梁窝，顶梁防止煤壁发生片帮，在靠近煤壁侧打一个临时贴帮柱，掘梁窝则不用考虑，会影响煤壁的性能。

第六，局部冒顶的处理。复合顶板发生局部冒顶，冒落区矸石会沿煤帮继续下流，顶沿煤帮的冒落会导致矸石沿煤帮继续下流。此时需要用探板支护，或者采用打撞楔的办法解决此问题。冒顶处架设顺山棚，使用削尖前端、长度一样的木楔打撞楔，并将木楔放在棚梁上，末端处垫上一方木块，煤帮的地方被尖端指向，顶板垮落处的煤帮用大锤打入，冒顶处托住岩石，防止继续垮落。移支架时，撤去棚腿，支护梁托住顺山棚梁。

第七，调整割煤移架方式。超前移架采煤机调整割煤速率，及时伸出伸缩梁，移架后固定位置，护帮装置减少面前空顶空间及空顶面积，及时伸出护帮，同时采煤机沿底割煤，采取带压擦顶移架并推移循环输送机，此外，适当加快伸缩梁的推进速度，减少面前空顶时间。

第八，预掘巷道处理。沿顶板掘出小断面巷道，对于频繁出现破碎的地段位置，使用单体液压支柱，并用“∏”型钢梁配合顶梁，铺设金属网支护时金属网要干净整洁，防止腐蚀，然后施工锚杆锚索加固，最后按正常回采工艺割煤、移架。

综采工作面回采过程中，在顶板裸露后采取支护，复合顶板的完整状况在顶板相对完整的情况下能够采用上述八种顶板管理工艺，对支护的控制较方便。对于胶结程度低的破碎复合顶板应积极管理，变被动为主动，揭露的破碎顶板胶产生的流动状态，流动性强很难受支护控制，产生的冒顶事故会严重影响工作面的安全生产。对于复板固结程度较好的地段，综合控制综合管理，合破碎顶板顶采取的特殊针对性管理工艺，控制破碎顶板并主动采取注浆固化顶板技术[2]。

2 注浆固化破碎顶板的管理工艺

2.1 马丽散加固机理

马丽散具有高度黏合性，有明显的机械性能，主要的组成成分是聚亚胶脂。将马丽散注入岩层后，发挥其黏合性，并能使低黏度混合物渗透细小的裂缝，流动的马丽散能够保持液体状态避免过度黏结，避免发生物理膨胀，冒落区内松散岩石胶有效黏胶，加固了岩松动圈，长期的周岩黏合，形成了整体，提高了围岩的整体承载能力，有效控制了巷道顶板的垮落。

2.2 马丽散注浆固化管理

第一，控制位置和时间选择。综采工作面巷道掘进时，顺序且稳定性结合，沿着顶板掘进才会将煤层变薄，当煤层夹矸变厚，注意此变化，综合采面顶板发生变化时候为最佳时机，因此在机巷掘到1 600 m处，揭露落差大于5 m的断层处是最为科学的，在这个位置适宜采用马丽散注浆液加固管理。第二，控制注浆参数的调整。布置8个孔间距不大于1.5 m，深孔3.5～4.8 m的循环注浆孔在冒顶区位置，控制马丽散树脂与催化剂的配合比，加固控制深度5～6 m范围。

2.3 施工工艺

首先，使用高压胶管连接注射枪和注浆泵在打眼埋设注浆，吸收催化剂的同时，保证注浆泵的马丽散树脂和马丽散催化剂融合，当开泵注浆的喷注压力持续升高，此时冲洗机具，最后才能停泵并拆卸注射枪。注浆孔采用的是钻孔直径28 mm，钻孔深3.5～6.0 m的顶锚杆机，注浆压力控制着每个孔注浆量，因此，施工时必须严格控制注浆压力。设计压力在适当范围内，一旦达标，需换孔注浆或停止注浆，并使用配备的注浆专用钻杆来施工。注浆要有顺序性，第一遍由上而下，注浆结束后再次对注浆区清理碎片和煤渣。此外，采面过断层冒顶区期间，运用综合顶板管理控制技术是最优措施，提高了围岩的整体性和稳定性，断层冒顶区域的采面工作也进展顺利，既促进了采面的安全生产，又取得了显著的经济效果[3]。

3 结语

受综采工作面复合破碎顶破碎性影响，在这种情况下如果不及时采取相关措施予以处理，不但会对矿产开采工作带来严重影响，更有可能造成重大安全事故。有鉴于此，在充分结合部分实例研究、有关文献查阅及工作实践情况下就综采工作面复合破碎顶板控制技术进行探讨，以期为保障矿产开采提供有力支撑。

[1]史赫明.综采工作面复合破碎顶板控制技术探讨[J].中国科技博览，2015（19）：237.

[2]于伟.软煤综采工作面复合破碎顶板控制技术探讨[J].山东煤炭科技，2017（9）：33-34.

[3]高林.简析煤矿回采工作面破碎顶板控制关键技术[J].科学技术创新，2017（15）：21-23.