1我礦3煤層及頂板概況
1.1 3煤層情況描述
3煤層為3上、3下合併後的厚煤層，主要分布於本井田的東北部，合併區內煤層厚5.88m～10.23m，平均7.
08m，該煤層屬較穩定煤層，結構較簡單，一般含夾石0～4層，夾石岩性多為炭質泥岩及泥岩，主要分布在一採區東部、三採區大部分及四採區的區域性地段，採煤方法以綜採放頂煤為主，如3107、3105、3101及下一步要回採的3305、3406工作面。
3下煤層主要分布於本區的中南部，煤層厚度0～4.68m，平均0.42m。個別點可採，分布弧立，該煤層結構簡單，一般不含夾石，該煤層目前未採，該煤層在礦井的部分地段賦存。
3上煤層為3層煤分叉後的上分層，下距3下煤層0～37.24m，屬較穩定煤層，煤厚0～5.02m，平均2.
47m，不可採區分布於勘探區西南部的沖刷帶。由於3上煤層大部分可採，穩定性優於3下煤層，與3煤層可連在一起，該煤層結構較簡單，含0～3層夾石。夾石岩性為泥岩或粉砂岩，採用綜採一次採全厚的採煤方法，主要分布在一採區東翼、二採區、四採區的部分地段，該煤層也是目前我礦的主採煤層，如現在採的3201、3204工作面。
1.2 3上煤層的頂板情況
煤層頂板多為泥岩、粉砂岩，個別點為中、細砂岩。老頂為細砂岩，厚度2.2m~3.
8m,岩性為灰色，成份以石英為主，長石次之，含少量暗色礦物，泥質膠結，裂隙稍發育，充填方解石及黃鐵礦，含植物碎屑化石。該岩層位在二採區西翼的中下部有異常，變為8.1m厚的泥岩，其下部為3.
5厚的粉砂岩直接頂板，如3224、3228工作面頂板為此型別。
直接頂為粉砂岩，厚度1.1m~3.45m, 深灰色平坦狀斷口，裂隙稍發育，充填方解石及黃鐵礦,二採區西翼中上部該粉砂岩段為岩性為0～1.
2m，其上覆厚3.4m老頂細砂岩，如3208、3202、3201工作面為此型別的頂板，在一採區西翼中部及二採區西翼的中部在直接頂粉砂岩以下區域性賦存有0.8m~2.
0m的泥岩偽頂如3114、3216、3212工作面屬此型別。
通過我們對煤層及頂板地質情況的劃分，可以看出頂板的岩性並不是總是穩定的，這就給現場的管理帶來了難度，因為3114面1.0m厚的泥岩偽頂給生產帶來了極大的影響，3228工作面直接頂板以上8.1m厚的泥岩段也帶來一定的影響，
針對頂板不好的地段通過對地質條件的分析，提高加強頂板管理的意識，超前的採取措施行，來保證對頂板的有效支護。
2綜採工作面區域性片幫冒頂原因分析及其控制
綜採工作面在生產中經常發生片幫冒頂事故，這不僅使工作面經常處於半停產狀態，而且造成機械裝置的損壞，採煤機開機率下降，導致綜採工作面產量和效益的降低，同時對人身安全造成嚴重威脅。
隨著現代化採煤技術的不斷發展，綜合機械化採煤不斷地應用於生產中，綜採工作面如何提高勞動生產率、降低生產中各個環節的影響、提高採煤機，開機率已成了綜採區隊的主攻課題。我礦自
2023年成立綜採以來，隨著生產實踐經驗的不斷積累和專業技術人員素質的不斷提高，綜採機械裝置的效能逐漸得到了進一步的發揮，使得採煤機開機率有了明顯提高，經濟效益得到了穩步提高。但在生產中經常發生綜採工作麵片幫冒頂事故，導致綜採工作面產量和效益的降低，同時對人身安全造成嚴重威脅。
2.2 綜採工作麵片幫冒頂的特點
(1)在中等穩定或不穩定頂板條件下，遇有節理發育或鬆軟煤層，往往是先片幫後冒頂，繼而片幫冒頂交替出現。
(2)遇有區域性偽頂或直接頂岩塊破碎垮落，使支架接頂不好，造成區域性頂板岩層懸空，如遇裝置故障或移架操作不當，就會導致頂板懸空岩層再次垮落，發展成為較大規模的片幫冒頂，即「小冒引起大冒」。
(3)地質破碎帶或煤巖鬆軟帶，易引起片幫冒頂，其特點是在破碎帶附近長期連續發生，直至過完破碎帶為止。
(4)隨著液壓支架的反覆解除安裝，不斷破壞岩層的暫時平衡狀態，使片幫冒頂範圍反**展與擴大。
2.3 綜採工作麵片幫冒頂原因
(i)礦壓因素。常見的礦壓因素有承壓煤柱或週期來壓導致礦壓顯現異常，造成回採過程中區域性應力增高而導致煤壁片幫，引發片幫冒頂事故
(2)地質因素。地質破碎帶或煤層鬆軟帶，易引起片幫冒頂，臨近斷層、褶曲軸部等構造的部位，特別是在直接頂由強度較低，分層厚度較小的岩層組成的條件下。採時遇見斷層和褶曲而引發了區域性片幫冒頂，對生產造成了很大影響，
(3)綜採工作面管理及操作不當。如移架不及時或移架中沒有採用帶壓擦頂移架，工程質量低劣或支架端麵距超規定值，懸頂時間超過規定，工作面推進速度低於一定值，支架初撐力和工作阻力達不到額定值或採高超過支架的最大支撐高度造成頂板大面積來壓，頂板產生台階下沉及煤壁片幫冒頂事故的發生。
(4)液壓支架的反覆支撐與解除安裝造成綜採工作面頂板破碎以及支架前梁接頂不好，形成端麵壓力增大而造成片幫冒頂。
（5）支架的初撐力低也是造成煤壁片幫的—個原因，現場使用的乳化幫浦壓為28mpa，而實際應為30mpa以上，由於初撐力低，所以支架只能在「等壓」，在「等壓」的同時也就將上覆岩層的力傳到了煤壁上，從而造成了煤壁始終是壓力高峰區，而出現大塊煤片幫現象，也正是煤壁向外卸壓和表現。正是由於支架的初撐力低，再有大部分支架立柱密封不好竄液，使支架的初撐力及工作阻力均達不到正常要求，就不可能使支架在頂板大面積運動前保持高承壓的工作狀態，這種情況下老頂不能及時切斷，從而將應力傳遞到了煤壁承載，因而煤壁被壓酥；出現片幫，向外卸壓。
2.4 防治片幫冒頂的措施
2.4．1 提高支架的初撐力和工作阻力
從控制理論講，支架初撐力大，能夠預先控制頂板，既有利於防止直接頂離層，又有利於支架的穩定。可縮量大、阻力可靠則可以緩衝老頂的壓力，能夠按設計要求，可靠地保證對頂板的控制。
(1)首先盡可能提高幫浦站的供液能力或選擇高壓幫浦站的供液系統，儘量減少液壓系統的跑、冒、滴、漏現象和工作面液壓系統的竄液問題。
(2)正確操作支架，在移架公升柱後，不要立即把公升柱手把打回零位，以提高初撐力。
(3)充分利用支架的初撐力，及時有效地支護頂板。①帶壓移架，移架時降柱高度控制在100 mm以下，擦頂前移(或用單體幫架前移)，支架公升柱後，操作手把延時回零，以提高實際初撐力；②發揮支架
前梁千斤頂的作用，保持支架頂樑處於近水平狀態，樑端略高於梁尾，防止向煤壁竄矸；③靈活操作，及時支護，一般移架滯後於採煤機滾筒不大於5架，不少於3架，否則應停機移架；④對於頂板冒落高度》
500 mm的，應及時在頂樑上架設木垛，防止冒頂的繼續發展。
4．2 改進綜採生產工藝和操作技術加強工程及裝置管理
(1)要防止採高超過設計要求。因設計的採高是綜合地質，礦壓等多方面因素而制定的，如果採高超過設計要求，就會有特殊情況發生，如支架初撐力達不到規定要求而接頂不嚴密，造成頂板離層，在動態應力的影響下造成煤壁片幫，導致端麵距增大，頂板懸露時間過長而造成冒頂等現象的發生。
(2)當頂板及煤體破碎時，減少採煤機的一次進刀量，以提高牽引速度，實行淺截快跑。提高採煤機的截割速度，就可以縮短工作面生產的迴圈時間，儘量減少了機道頂板暴露的面積和時間。頂板暴露的面積和時間對頂板端麵破碎起著制約因素，而工作面機道頂板暴露面積的大小和時間很大程度上取決於滾筒的截深及採煤機的牽引速度。
因此，在實踐中要根據適合採場的地質條件及生產條件選擇合理的截深和速度，減少頂板的暴露面積和時間。這樣，可以充分利用超前壓力落煤，使機組負荷減小，執行穩定，速度快，使頂板壓力顯現較均衡，頂板下沉量小，避免了片幫冒頂事故。
(3)加強綜採工作面機電裝置的管理。強化檢修質量，加強裝置使用過程中的維護和保養，標準操作，保證運輸系統包括膠帶輸送機、**機、刮板輸送機的狀態完好，能夠正常運轉，實現各**點的連
續運輸；保證採煤機檢修，能夠實現順利的割煤，提高採煤機的開機率；加強乳化液幫浦站及液壓系統的檢修質量，使幫浦站執行可靠，幫浦壓穩定，達到額定的工作壓力，保證支架的初撐力，使採煤機割煤後液壓支架能及時進行支護，可以避免或減少片幫冒頂事故，從而可以保證工作面的工程質量，可使生產連續、穩定、均衡的進行。
4．3 加強煤壁空頂區的管理，首先要控制樑端空頂寬度，據統計由於樑端空頂造成頂板冒落的事故佔採面冒頂事故的94％ 。其次對於片幫嚴重的，可採用打錨桿加固煤幫，每推進一刀打一次錨桿，錨桿方向可以垂直煤層節理面進行交錯布置。
4．4 優化採區及工作面設計
因為當煤層節理與工作面平行時，工作面很容易發生片幫事故。若頂板岩層節理與工作面平行或節理發育時，給頂板管理造成困難，容易發生冒頂事故。採面設計時，使工作面與煤層節理垂直或斜交，可以減少片幫冒頂次數。
3 綜採工作面的頂板管理
3.1正常時期的頂板管理
正常回採期間，要合理掌握機組的割煤速度，採用追機移架的方法對頂板進行及時支護，運用及時移架少降快移一次到位的方式移架，使移架推溜速度保持協調一致，採煤機割煤後，要及時移架，正常移架滯後採煤機後滾筒3～5架，避免出現頂板長時間大面積暴露。頂板破碎、煤壁片幫嚴重地段及時拉移超前架支護配合伸縮梁和護幫板控制好煤幫。同時要準確地掌握來壓步距，根據我礦與山東科技大學合作研究的《大採深條帶採圍岩關係研究》取得的成果和我礦回採多個工作面實踐得出預計工作面初來壓步距24~27m，週期來壓步距為12~13m，來壓前要超前控制頂板，提高支架初撐力，除及時維護頂板外還要加快工作面推進速度，盡快把頂板來壓甩到採空區，把週期來壓對工作面的生產影響降到最小。
3.1、加強採高控制
工作面的採高控制作為工作面形成後保證有效萬噸掘進率，提高工作面**的最後一道關口，提高工作面單產起著至關重要的作用，主要也是保證正常採煤生產工藝、提高開機率的必然控制環節。我礦目前使用的zz6200／17／38型液壓支架，其最大支撐高度為3.8m,最小支撐高度為1.
7m, zz6200/23/35型端頭液壓支架的最大支撐高度為3.5m，其最小支撐高度為2.3m採高的過大會造成工作面支架超高，頂板垮落，支架無初撐力，溜子推不動，採煤機不能有效開機；採高過低會造成採煤機無法通過導致停產，或強行通過造成損壞機器裝置，同時也丟失了煤炭資源。
根據目前現場實踐資料，在考慮煤層真偽傾角0。~12。範圍，採煤機的最低過機高度不小得於2.
7m,特別關鍵的地方是工作面過斷層和溜頭、溜尾的高度控制，保證順坡小於12。，溜頭、溜尾不出現死架。區隊建立採高記錄，並建立採高考核制度，每班由驗收員測量，嚴格考核採煤機司機，並對跟班班長進行連責。
採高控制好，採煤機開機暢通無阻，開機率就高，反之採煤機通不過，甚至會造成停產。
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