煤矿复合顶板支护研究

杜锋卓

摘 要 复合顶板煤层层次分明，由不同种类的岩层构成，岩层与岩层之间有分离层面，夹着煤线或存在软弱岩层薄煤层，较容易产生下沉位移、断裂、冒落等现象。所以加强复合顶板的支护管理和研究对减少冒落有至关重要的作用。

关键词 煤矿 复合顶板 冒落

中图分类号：TD353 文献标识码：A

1复合顶板的特点

复合顶板具有很多的特点，必须符合下列四个条件，一是煤层层次分明，由不同种类的岩层构成；二是岩层与岩层之间有分离层面，夹着煤线或存在软弱煤层薄煤层；三是比较容易产生下沉位移、断裂。冒落等现象；四是下沉时软硬岩石不同步。

2导致复合顶板容易冒落的因素

（1）施工巷道存在自由面，导致顶板有下沉空间进行位移，使岩层断裂、冒落。

（2）掘进施工巷道时打炮震动，导致顶板脱离层面

（3）顶板遇水则会加快复合顶下沉、冒落速度，下沉、冒落规模也随之加大。

3复合顶板冒顶原理

复合顶板产生冒顶的因素如下：

3.1断裂

顶板下从断岩层中形成一个六面体，一般是在原生裂隙或震动裂隙的作用下产生，这个六面体上方不靠着硬岩层，四周通常与原岩层断离，在周围环境没有约束的情况下会形成冒落。

3.2离层

即软硬岩层下沉不同步。由于支护初撑力弱，刚度差，在顶板软岩自重作用下硬岩未下沉或者下沉速度慢，导致软硬岩层离层

3.3倾角和去路

如果六面体周围存在自由空间，使其有了去路，并且去路方向存在一定倾角时，在重力作用下六面体就有了朝着去路方向的推力，当推力大于阻力时六面体就会滑落

3.4诱发因素

六面体与周围岩体之间的摩擦阻力岩层和碎矸夹面产生的，并且夹得越紧岩体之间的摩擦阻力就越大，在这种情况下，假如产生震动，那么夹紧力会变少，摩擦阻力也因此变小，一定情况下六面体的下推力会超过总阻力，掘道打炮时会引发周围岩石振动，对六面体向下推始终形成诱发因素。

4复合顶板的支护管理

通过分析复合顶板产生下沉等现象的条件，来控制和管理顶板，使其不冒落保证安全。预防复合顶板产生冒落现象采取的技术措施有：

（1）科学选择支护材料和规格。通过勘探施工巷道顶板岩层属性、顶压、侧压，选出锚杆的种类和长度，再根据锚杆的顶板来选择锚杆的密度来防止顶板切断。

（2）加大支护的初撑力。加大初撑力对控制复合顶与老顶稳定顶板之间产生位移、离层有极其重要的帮助，保持相互稳定性，不发生断裂，加大初撑力的手段有：①使用高预应力的锚杆，用锚杆机进行注射。②根据巷道頂压，科学布置支护锚杆的密度，保证锚杆的预应力大于顶压。③加强巷道两帮的支护。因通道片帮加大平衡供的跨度和拱高，导致顶板压力增大，加大了支护的难度，所以加强通道两帮的支护是极其重要的。通常采用锚杆带木帽或挂网的方法加强支护，防止片帮，在施工过程中使用光爆工艺减少对两帮的损坏。

（3）施工过程中严格按照设计制定的层位施工，不得破顶施工。

（4）在断面设计时，在满足通风、运输条件下尽量减少宽度。

（5）遇到断层水线，裂隙较为发育的顶板，采取相关措施来加强支护管理，使用挂金属网、钢带、锚索、锚杆增加密度的措施来控制顶板稳定。

（6）掘进巷道施工后即刻采取支护措施，缩小空顶时间。

（7）加强科学化管理，增强支护质量和顶板检测力度。

近几年全国各地频繁发生复合顶板冒顶事故，我们通过大量的现场实际勘察，利用我们所学习的专业知识可以大概总结出事故成因：

（1）顶板冒落处为通道断层地带，顶板严重破碎，存在淋水现象，压力大。

（2）现场管理存在漏洞，安全措施落实不到位。未能够选出正确锚杆长度和种类以及计算出锚杆的使用密度，或者未使用正确方法注射锚杆，导致支护初撑力过小，产生冒落。

（3）工作面停止掘进后，对工作面的日常巡检工作不到位，未能及时发现诙巷道段顶板的变化情况，因而未及时采取有效的巷道维护措施。

（4）运输港达设水仓选择位置时，没能够对给予太多的关注，只考虑水仓位置在巷道最低点，未充分考虑水仓深度对顶板的作用，极易引发安全事故。

作为煤矿管理部门为防止此类安全事故的再次发生，防患于未然，应当采取以下防范措施：

（1）组织生产管理人员和工程技术人员对全矿进行顶板安全排查摸底，发现一处处理一处

（2）要加强安全措施的落实程度，保证落实到每一个管理人员和施工人员。

（3）要完善工程质量验收机制，加大对巷道支护质量的检查和验收力度。

（4）各职能部门要经常深入井下，了解情况，及时发现问题，解决问题帮助队友解决生产上和技术上的问题，发现操作与计划不一致的要及时督促整改。

5结语

煤矿复合顶板的支护管理技术是对煤矿业快速发展大力支持，因此对煤矿复合顶板的支护研究是至关重要的。通过正确选择锚杆的材料、长度、使用密度和加大支护的初撑力等措施来防止冒顶现象的发生，保证煤矿作业的安全进行，进而取得更好的经济收益。

参考文献

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