（淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿，安徽 淮北 235047）
摘要：研究分析对工作面复合顶管理产生影响的主要因素，通过Ⅲ63采区6煤层复合顶板下高效回采方案的实施，矿井在采高控制、矸石混入量、煤质灰分、效益增收、安全管理等方面都取得很大成绩，实现了安全高效回采。
关键词：复合顶板；综合机械化回采；顶板控制
High efficiency recovery under six coal seams composite roof
WANG Si-peng，GUO Bao-wei,ZHAO Quan, YU Chi
(Zhu zhuang Colliery, Huaibei Mining Co., Ltd, Huaibei 235047,China)
Abstract ：Research and analysis of the main factors affecting the compound roof management of the working face, The Implementation of the Efficient Remining Scheme Under the Composite Top Plate of 6 Coal Cores in the Mining Area III 63,The mine has achieved great achievements in height control, gangue mixing, coal ash distribution, income increase, safety management, etc..Realize the safety and efficiency of the recovery.
Key words： Composite roof；Comprehensive Mechanization Reproduction；Top control
在我国很多矿区都存在复合型顶板，复合顶板亦称为离层型顶板，从本质上讲，是一种在岩性和岩石的力学性等方面特殊组合的直接顶。即煤层上部直接顶是总厚为0.5～3m左右易与上部岩层离层的岩层，而把其上部岩层称为硬岩层。下部软岩层可能是一个整层，也可能是几个分层组成的分层组。软岩层与硬岩层只是一个形象的说法，实际上是指采动后，下部岩层因岩石强度低，或因分层薄，其挠度比上部岩层大，向下弯曲得多，而上下部岩层间又没有多大的粘接力，因此，下部岩层与上部岩层形成了离层。近几年来，发生的冒顶事故，复合顶板冒顶事故占有相当比重。
典型的复合顶板一般具有如下特征：
(1)煤层顶板由下“软”上“硬”不同岩性的岩层所组成。
(2)“软”、“硬”岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层；
(3)下部软岩层的厚度一般不小于0.5m，不大于3m［1］。
本文以淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿Ⅲ63采区6煤层复合顶板下回采为实例，通过资料收集、整理、分析，现场调研实践等活动，开展综采工作面逮复合顶回采方法探索，为本采区6煤层复合顶板下回采管理提供了重要的参考价值。
1 采区概况
1.1采区位置
朱庄煤矿Ⅲ63采区位于井田东南部，北以－420m等高线与Ⅲ62采区、Ⅲ61采区为界，东翼与土型矿相邻，南部与杨庄矿毗邻，西至Ⅲ64采区边界。采区上限煤层底板标高－420m，下限为朱暗楼向斜轴部，煤层底板标高约－640m，采区南北走向长2600m，东西倾斜宽2000m，面积约3.4Km2，可采面积2.43Km2。
1.2煤层顶板岩性
伪顶：泥岩及炭质泥岩，含植物化石碎片，厚度0～0.6m，其上为0.05m～0.10m的煤线，回采时易冒落。
直接顶：直接顶板为深灰色砂质泥岩。含植物叶片化石，厚度2m左右，中间夹一层0.05m～0.50m的煤线。另外，靠近变薄区，受古河床冲刷影响，煤层直接顶板为灰白色中粒砂岩，含煤层碎屑，并且顶板凸凹不平。
老顶：老顶为灰白色细至中粒砂岩，厚度2m～6m，水平层理。
2 影响复合顶下回采的主要因素分析及控制措施
2.1 采煤机截割深度
由于Ⅲ63采区所采煤层为6煤，煤厚1.6～3.0m，平均2.8m。采用综合机械化采煤工艺，走向长壁采煤方法［2］，综采工作面所使用采煤机型号为MG-500/1130WD型、运输机型号为SGZ—800/800型、液压支架型号为ZY6800-19/40型，采煤机滚筒截深为0.8m，正常回采期间采煤机进刀方式为端头斜切进刀，割煤方式为双向往返割煤，一循环截割一个截深（0.8m），工作面推移一个步距0.8m。
由于复合顶板破碎，易离层，在回采过程中极易掉落混入出煤系统，影响煤质。项目组从减小顶板暴露面积入手，不断尝试减小滚筒截割深度，在复合顶板破碎地段将滚筒截深控制在0.5-0.6m左右，能达到控制顶板与进尺的最佳状态。
2.2 采煤机截割速度
MG-500/1130WD型采煤机截割速度范围为0.1-10.6m/min,根据Ⅲ63采区煤层赋存条件、出煤系统运输能力以及安全管理等诸多因素考虑，煤机正常割煤运行速度为2.5m/min左右。控制煤机滚筒截深后，为使运输机运输煤量不减少，可适当提高采煤机截割速度，缩短煤机单刀运行时间，实践证明煤机正常截深割煤时运行速度为2.5m/min左右，按综采工作面平均采长200m计算，单刀运行时间为80min,滚筒截深在0.5-0.6m左右时，煤机速度可提高至3.0m/min以上，单刀运行时间为66min，按正常每天5循环进尺4m为例，正常循环下煤机需累计运行400min，截深和速度改变后煤机需累计运行440min左右［2］，通过分析比较以及现场实践，并未影响当日总进尺。
煤机速度的提高还使拉移支架等整个工序的时间缩短，从而缩短了顶板暴露时间，更加有利于复合顶板的控制。
2.3 采煤机滚筒高度
由于工作面割煤时为一次采全高，前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，为防止复合顶随采煤掉落，严格控制煤机前滚筒挑顶高度，复合顶下预留0.2m厚左右顶煤，从而减小滚筒转动对复合顶板的影响，同时还可以起到短暂支撑复合顶板的作用，待后续带压拉移液压支架时，支架的前进搓力会使顶煤掉落，既保证了顶煤的回收又及时地逮住了复合顶板，达到了控制顶板的目的。
2.4 改变作业顺序和拉移支架方式
2.4.1 改变作业顺序
综采工作面正常回采工艺流程为：采煤机落煤、装煤→运输机运煤→移液压支架→推溜［3］。复合顶掉落地段采用超前拉移支架，及时支护顶板，采煤机落煤、装煤→运输机运煤→推溜→移液压支架。
2.4.2 改变支架拉移方式
拉移液压支架时采用带压擦顶移架方式，这种拉架方式能很好地控制降架幅度使支架顶梁不完全脱离复合顶板；拉架时有技术娴熟的拉架工负责操作支架，操作过程中提高拉架速度，整个拉架过程干净利落，从而减少拉架时顶板暴露面积和空顶之间，降低降架对顶板的破坏程度，起到了控制顶板的作用。
2.5 加强矿压观测，强化初撑力管理
逮复合顶回采期间，为最大限度地减少复合顶板的离层，区队加强两巷及工作面支架矿压观测及初撑力管理，通过分析大量矿压观测数据，掌握工作面周期来压规律，分析超前压力影响范
围和影响程度，进一步完善支护方案。
3 结论
通过Ⅲ63采区6煤层复合顶板下高效回采方案的实施，矿井在以下方面都取得很大成绩。
（1）通过一系列措施实施，使6煤层回采工作面采高严格控制在3.2m以内杜绝了超高回采、支架接顶不实、支架歪架、倾倒等现象的发生，顶板得到了很好的控制。
（2）由于控制了煤层上方复合顶板以及破碎顶板的冒落，从而减少了原煤矸石混入量，矸石混入率由原来的14%降低为6%，煤质灰分由原来的45%降为37%，为煤质增收创造了有利条件。Ⅲ63采区6煤层工作面方案实施前后煤质指标对比如表1所示。
（3）Ⅲ63采区6煤层复合顶板下高效回采的成功经验为本采区6煤层复合顶板下回采管理提供了重要的参考价值，同时还为同等条件下其他煤层和其他煤矿开采提供了研究依据，具有较高的推广应用和借鉴价值。
参考文献
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［2］陶驰东.采掘机械［M］.北京：煤炭工业出版社，1993.
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［4］赵立钧，刘晓龙，赵燕燕..采煤机滚筒参数对装煤效果的影响［J］.煤矿机械，2012.
［5］彭绍杰.复合顶板控制技术［J］.矿山压力与顶板管理，2001，（2）
［6］高树山,唐代昌.田家友.复合顶板冒顶原因和控制［J］.煤炭技术，2007，26（2）
作者简介：王思朋（1986-），男，山东郓城人，工程师，主要从事采煤生产技术管理工作。
论文作者:王思朋 郭宝伟 赵权 于驰
论文发表刊物:《知识-力量》2018年11月下
论文发表时间:2018/10/29
标签：顶板论文; 采区论文; 煤层论文; 岩层论文; 工作面论文; 支架论文; 滚筒论文; 《知识-力量》2018年11月下论文;