煤矿采掘工作面顶板管理的研究

刘建法

临矿集团田庄煤矿山东济宁272103

摘要：随着社会和经济的发展，人们的生产生活对能源的需求量大大提升，促使煤矿的开采规模和开采范围变得越来越大。煤矿开采作为一项高危作业，经常会发生事故，造成财产和人员的损失。因此，本文针对顶板事故和发生的原因进行了剖析，并提出相应的措施。

关键词：煤矿采掘；工作面；顶板管理

1顶板事故和发生的原因

1.1出现于煤壁周围的冒顶事故

在煤矿采掘中，煤矿会不断挖掘新巷道，可新巷道挖掘中，会因施工方法的选择不当，巷道连接处发生冒顶问题，例如，在新巷道挖掘中，施工者采取巷道交叉挖掘方式，会影响施工者对岩体的了解状况，与棚顶相连的位置容易出现岩体掉落地情况，这对棚顶的结构强度及稳定性均会产生影响。煤矿采掘最大的特点是顶板下沉速度与煤层采掘的速度是成正比的，若煤企为了提升生产效率，不断加大煤层挖掘的速度，就会加大顶板下沉的速度，一旦顶面出现数量较多及较大的岩块时，就会影响工作面中的回柱支架建设，这对煤层整体的稳定性也会产生影响，在回拆时，顶板就会出现冒落问题，进而发生顶板事故。

1.2出现在工作面两端机头、机尾位置的冒顶事故

当采煤工作面生产过程中，对机头机尾要根据实际需要而移动，但是在移动时，早已破坏的顶板会在拆除原来支柱换上所需支柱时会有程度不同的松动，通常在回采工作面连接的巷道处存在相对小的巷道支架初撑力，因此对直接顶的下落、松动、破裂等很难控制，原巷道支架的不同棚腿要结合回采工作面的进展逐个移除，在移除的环节中，有时会因为破碎顶板程度不同出现冒落。

1.3在煤壁周围发生的冒顶事故

由于在一些煤层的直接顶中有一些原生裂缝、构造，再经过采掘作业，很容易就会导致相互交错的裂缝出现，从而产生形态不同的游离岩块。之所以会发生冒顶事故，最主要就是因为在支护和放炮这个过程中，支架支护不够牢靠造成的。煤帮附近有时候会老顶上层造成很大的压力所以被压塌，如果煤层自身没有足够的高强度片帮抗压力，削弱了空间支护的能力就会导致冒顶事故的发生。

1.4在顶板破碎带附近发生的冒顶事故

在断层带的附近常常出现断泥层，在涌水量很多的情况下就会变软坍塌，在具体的解决过程中，一般是用泥质进行填充，但稳定性比较低，往往就会出现围岩破碎的情况，影响采掘工作面顶板的安全管理。在爆破的过程中，破碎的岩体在结构上很容易发生形变，一旦岩体结构面高于标准就会发生滑动。另外，岩体抵抗拉伸的强度不高，在岩体破碎的时候，顶板的自撑拱形内的岩体的重量又给岩体抵抗拉伸的强度造成了压力，暴露面的时间长了以后，顶板所承受的拉应力就会高于岩体抵抗拉伸的能力，最终导致在拱顶区域的顶板冒落事故的出现。

1.5煤矿顶板管理中的巷道掘进问题

在煤矿采掘中，巷道掘进工作是其工作的重要环节之一，在巷道掘进2煤矿采掘工作面顶板管理的措施中，施工者可能会因指导错误及其他原因发生掘进失误的问题，这会造成岩体破裂，一旦煤层及岩层的相连位置出现裂缝，该位置就会松动，在这种情况下，若受到应力影响，就会出现坍塌事故。而且巷道掘进中，防护措施不到位的话，其支架防护因稳定性不足，就会出现岩体冒落情况。

2煤矿采掘工作面顶板管理的措施

2.1全面提高煤矿工作人员的安全素质

工作人员的安全素质包括了安全价值观念、水平和经验、安全生产思想、劳动组织纪律以及安全生产知识等。提高工作人员的安全素质，是加强顶板管理的根本措施。煤矿行业的员工流动性很大，安全生产的技术、知识以及经验明显不足，工人整体欠缺安全素质。应该采取相关措施，加强员工的劳动纪律以及生产技术能力，提高安全知识的水平，使其具备良好的劳动纪律性以及过硬的技术能力。

2.2加强采掘工作面稳定煤层的顶板管理

在对采掘工作面稳定煤层顶板的管理工作中，要严格按照国家的相关要求，落实好三项工作内容，切实握好支柱、支设这两个质量以及泵站压力、底穿鞋、二次补液这三个环节。具体的说，就是按照相关要求规定对支柱的质量严格把关，包括定期的检查维修和质量的核定两个部分，在质量的核定方面，支设要齐整稳定，顶底板要接实；对端头出口支护、切顶支护、贴帮支护和超前支护这四种支护方式要正确的使用；要重视采掘工作面的第一次放顶工作，注意各环节的工作之间的连接，在第一次放顶之前制定相关的对策，实施责任制，重视调度牌管理的重要性。在这一项工作完成后，要通过顶板动态仪对超前支撑压力变化的情况进行实施监测，杜绝顶板初次因承压力低造成的冒顶事故。

2.3管理掘进工作面与巷道顶板的措施

对掘进工作面和巷道顶板的管理主要有以下内容：a）应对光爆锚喷技术和“三小”技术进行应用和推广，在采掘过程中无论是软岩巷道还是硬岩巷道，都应采用该技术。利用锚W钢带、锚梯型钢筋、锚网代替锚杆，同时应使用小锚杆、小药卷、小钻头并对其进行推广；b）如果巷道顶板为泥页岩，在掘进头30m外将会存在0.8m左右的松动范围；如果巷道顶板为泥炭质页岩，顶板应有1.6m左右的松动范围；如果在10m出巷道处于稳定，砂岩巷道顶板将会存在1.1m左右的松动范围；在掘进头趋近70m时石灰岩巷道趋于稳定，存在0.4m左右的松动范围。在实际操作过程中，如果出现上述任意一种情况，应确保锚杆具有20kN-50kN的锚固力。在实际煤矿采掘过程中前碳钢的种类可分为一梁二环式和一梁三环式等，可选用卡环式和可调式工字钢，选择卡栓式拱形金属支架。此外，在设置沿空巷道煤柱时要注意以下事项：a）压力降低区范围应为0m-7m；b）压力升高区范围应为7m-30m。因此，在实际采煤工作中的沿空送巷应在工作面两侧7m内完成，如果在施工过程中因为特殊条件限制，可对工作面两侧范围进行调整，留设不小于30m的护巷煤柱，确保施工安全性。

2.4落实生产责任制度

生产责任制度在顶板管理中发挥着规范和约束的作用。煤矿采掘工作面顶板管理时，积极落实生产责任制度，同时安排好管理人员的工作，将责任制度应用到实处，严格分配好生产中的责任内容。顶板管理的日常工作中，生产责任制度的效果非常明显，控制好工作面生产的各项环节，实行有效的监督、检查，及时发现工作面顶板中的风险因素，一旦发现问题，要立即上报。煤矿采掘工作面顶板实施方案后，必须在生产责任制度下实施，期间不能随意更改顶板管理方案，以免引起安全事故。

总结：为了提升煤矿采掘工作效率，并尽可能避免顶板事故，相关人员要严抓煤矿生产的安全性，由此才能在真正意义上得到安全生产的主动权。只有确保各个环节之间密切配合，才能真正解决管理工作中的问题，大幅度降低顶板事故的发生几率，从而推动煤矿采掘管理工作的有序展开。

参考文献：

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[2]罗建明.煤矿采掘工作面顶板管理的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2014（6）.

[3]袁新建.煤矿采掘工作面顶板管理的问题研究[J].内蒙古煤炭经济，2013.