烏蘭井田位于賀蘭山北段煤田呼魯斯太礦區(qū)的北端，井田內(nèi)下二疊統(tǒng)山西組3#煤為井田內(nèi)的特厚煤層，煤厚平均為9.95m。煤層結(jié)構(gòu)復雜，有夾矸2～18層，一般有1～10層夾矸，上部距頂板1m左右有一層高嶺石泥巖，厚度在0.8m左右，分布范圍廣，沉積穩(wěn)定。煤層變異系數(shù)0.42，為較穩(wěn)定煤層。煤層頂板為粉、細砂巖，底板為砂巖。煤層傾角平均24°。

　　1綜合開采技術(shù)在3#煤層中的應用

　　3#煤層為烏蘭礦的主采煤層，占全部儲量的42%，1992年11月～1993年3月，該礦在33#煤層中進行綜采放頂煤開采工業(yè)性試驗，經(jīng)有關專家組成的技術(shù)鑒定委員會鑒定，認為該項目技術(shù)達到了國內(nèi)領先水平，可以有效地指導生產(chǎn)，并在國內(nèi)類似條件的煤層中推廣應用。試驗成功后，在3#煤層的開采方式主要采用綜采放頂煤工藝。截止2002年7月，走向推進已達3200m。

　　綜放工作面的布置方式：工作面的兩風巷沿煤層走向布置，沿底板掘進，采用礦用11#工字鋼制作的梯形支架支護。沿頂板布置一條頂板道，與工作面風巷內(nèi)錯一定距離。工作面切眼沿底板布置，傾斜長度正常時為150m左右。工作面采高2.4m（支架正常支撐高度）。

　　2綜放工作面片幫冒頂原因分析

　　綜放工作面頂板，實際是支架上覆的頂煤，按頂板分類，應屬破碎頂板。3#煤層普氏硬度系數(shù)為0.6～1.2。由于各種因素的作用和影響，工作面架前多次發(fā)生片幫冒頂，嚴重影響正常生產(chǎn)和安全，直接影響綜放技術(shù)發(fā)揮優(yōu)勢和效益。

　　（1）煤巖層性質(zhì)影響。采煤工作面頂板破碎的根本原因是頂板為不穩(wěn)定的煤巖層。綜放工作面的頂板是煤層，支架上覆頂煤本身的性質(zhì)，是導致頂煤板破碎的重要因素之一。烏蘭井田3#煤層在不同的采區(qū)，其性質(zhì)有所不同，從而使工作面頂板控制措施不同。北翼及中部采區(qū)的5321工作面、5331工作面、5332工作面、5333工作面、5334工作面，由于煤層自身產(chǎn)狀相對穩(wěn)定，節(jié)理裂隙不發(fā)育，加之硬度較南翼采區(qū)煤層高，分析開采過程的煤壁及頂板控制，由于煤層自身原因造成片幫漏頂?shù)那闆r只占10%左右，并且是在遇到很明顯的地質(zhì)構(gòu)造（如斷層、褶曲等）才發(fā)生片幫冒頂，使頂板難以控制。南翼采區(qū)的5335工作面、5326工作面、5327工作面，在回采過程中發(fā)生的片幫漏頂事故，經(jīng)分析有近90%是因為煤層遇地質(zhì)構(gòu)造（揉皺軟煤區(qū)、小斷層群造成裂隙、節(jié)理非常發(fā)育、層理紊亂、底板異常鼓起、出現(xiàn)泥巖偽底等）造成的。在不同的綜放工作面，煤層性質(zhì)都表現(xiàn)出了對頂板控制的重要的影響作用。從頂板控制角度，我們希望支架上覆的頂煤完整穩(wěn)定，但放頂煤工藝本身又要求頂煤到達放煤口時必須達到一定的破碎程度，因此較軟的煤層其放出性較好，宜采用放頂煤工藝，但對頂板控制不利。

　?。?）礦山壓力的作用。綜放工作面頂煤是在礦山壓力、工作面前方煤壁的支撐壓力及煤的自重力作用下，產(chǎn)生裂隙、離層逐漸破碎，在支架切頂線后方冒落。如果由于自身性質(zhì)及外部作用，破碎已達一定程度，架前片幫冒頂就有發(fā)生的可能。分析3#煤層的開采情況，周期來壓很不明顯，支架工作阻力普遍較小，支架所受頂板壓力作用點前移，并且在支架頂梁上非均勻分布，支架上方頂煤在支架前移后，很少出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象。架前頂煤經(jīng)常出現(xiàn)沿煤壁切開，但煤體并不是特別破碎，說明并沒有受到極大的擠壓作用。因此，放頂煤工藝的特點，使3#煤層工作面礦山壓力顯現(xiàn)不明顯，發(fā)生大范圍的片幫冒頂情況很少出現(xiàn)，所以礦山壓力對放頂煤工作面頂板控制的影響并不大。但要明確的是，如果有其他因素的共同作用，礦山壓力將加劇采場惡化程度，給頂板控制增加困難。