侯敬民

摘 要：在地質(zhì)構(gòu)造不同的條件下，頂板巖層的狀態(tài)和性質(zhì)對開采煤礦的安全產(chǎn)生較大影響，特別是遇到陷落柱、節(jié)理和遇斷層等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造時，加強工作面的頂板支護，對采煤過程中的安全管理問題尤為重要。本文通過對工作面頂板支護技術(shù)和地質(zhì)構(gòu)造的現(xiàn)狀加以分析，探討如何有效保障工作面頂板支護安全。

關(guān)鍵詞：頂板支護；采煤工作面；地質(zhì)構(gòu)造過斷層

中圖分類號：TD821 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0171-01

在開采煤礦的過程中時常會出現(xiàn)冒頂事故，該事故對采煤工作面的影響較大，是安全生產(chǎn)的極大隱患。隨著采煤工作面的不斷變化（向前、移動、加深）情況，頂板條件和壓力也會隨著地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化發(fā)生變化，工作面的狀態(tài)一直是動態(tài)循環(huán)狀態(tài)，在遇到陷落柱、節(jié)理、遇斷層等復(fù)雜構(gòu)造時，頂板發(fā)生的變化更為劇烈，所以，在采煤過程中，頂板的支護尤為重要。頂板的支護不僅能保證施工人員的人身安全，還能根據(jù)不同地質(zhì)條件的變動，最大程度地保障開采工作安全，提高開采效率。

1 遇過斷層情況

1.1 過斷層

（1）繞過斷層方法。繞過斷層方法通常在斷層過大的工作面中較為常用。因其斷層落差大，影響范圍也隨之變大，所以必須明確斷層范圍及區(qū)域，繞過斷層區(qū)域挖掘新的采煤切口。采煤過程中遇到斷層區(qū)域，應(yīng)立即停止采煤操作，重新尋找采煤切口再進行開采，確保安全施工，同時提高煤礦資源的開采效率。（2）硬過斷層方法。硬過斷層方法通常在斷層較小的工作面中較為常用。斷層工作面處的煤質(zhì)通常較松軟，再加上大量澆水等原因，極易發(fā)生冒頂事故。為了避免事故發(fā)生，我們通常會采用硬過斷層方法，這樣可以有效避免冒頂事故，保證采煤施工安全性[1]。

1.2 單體支柱工作面遇硬過斷層方法

單體支柱工作面遇過斷層時，應(yīng)確定采煤面與斷層角度。當(dāng)斷層與工作面煤壁角度較小時，破碎范圍就越廣，對頂棚維護的難度越大。情況允許的條件下，應(yīng)對煤采煤面與斷層角度進行適當(dāng)調(diào)整。頂棚穩(wěn)定時，應(yīng)保持在25°～35°范圍內(nèi)，頂棚不穩(wěn)定時，應(yīng)保持在35°～45°范圍內(nèi)?？s短工作面斷層距離，在過斷層之后，再對切口進行填平復(fù)原。在頂板支護完好無損的情況下，斷層位置較低時，不需要對過斷層采取特殊措施。在采煤過程中，會存在傾斜開采的情況，這時可以通過調(diào)整斷層來設(shè)置開采高度。硬過斷層時，斷層工作面處的煤質(zhì)通常較松軟，導(dǎo)致機器設(shè)備難以輸送進去。這時應(yīng)增加頂板厚度及支撐力，進行挑頂處理，保證頂板坡度可以緩慢變化，從而確保安全性。

2 過陷落柱

由于巖石坍塌形成的細小碎石稱之為陷落柱。采煤過程遇陷落柱情況時，工作面煤質(zhì)會被細小碎石覆蓋，這種情況又叫無煤柱現(xiàn)象。由于陷落柱周圍頂板破碎程度相對較大，這種情況下極易引發(fā)冒頂事故。過陷落柱與過斷層的前兆及現(xiàn)象反應(yīng)基本相同。不同之處是陷落柱呈鋸齒形狀，相對于過斷層，陷落柱邊緣較為凹凸不平，其物質(zhì)主要是各種碎石，斷層附近則基本都是巖石物質(zhì)。陷落柱范圍較大時，應(yīng)采用探巷法對范圍進行探測，另外開采切口，避開陷落柱區(qū)域。陷落柱范圍較小時，應(yīng)明確破碎具體區(qū)域，根據(jù)巖石破碎嚴重程度，采取有效的補救措施。陷落柱巖石破碎較為嚴重時，可采取橫板棚支護方式，棚距控制在0.5m以下的范圍，避免造成頂板暴露的現(xiàn)象。在過陷落柱時，巖石和陷落柱的邊緣應(yīng)架置木垛來配合支撐。過陷落柱應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員操作，提前進行大眼放炮，做好準(zhǔn)備工作推進工作進度，防止破壞支撐柱梁，使開采工作能正常運行[2]。

3 采煤工作面過沖刷帶

在開采煤礦時，覆蓋元煤層的物質(zhì)被水質(zhì)沖刷掉，經(jīng)過長時間累積沉淀，在煤層表面會形成一層新棚，即為沖刷帶。在遇到?jīng)_刷帶之前通常會有明顯的預(yù)兆，例如煤層厚度大面積變薄或變松軟，沖刷帶附近區(qū)域煤層受水侵蝕發(fā)生巖石風(fēng)化，煤層疏松變薄變脆，孔隙擴大。在采煤工作面中遇到?jīng)_刷帶的范圍較大。由于沖刷帶煤層變薄、變脆或直接破碎，離層后容易產(chǎn)生離層垮塌的現(xiàn)象。因此對頂板需采取必要的支撐措施才能避免不良現(xiàn)象的發(fā)生。工作面在遇到?jīng)_刷帶時，必須對頂板實施大面積支撐置架，防止頂板垮塌和冒頂事故。

4 頂板支護的類型

在開采過程中，常遇到傾向和走向出現(xiàn)變化的情況，煤層松軟失去光澤，并時常出現(xiàn)巖溶和崩塌作用形成的巖石堆積體等等現(xiàn)象。對頂板進行適當(dāng)支護才能確保煤層開采安全施工。不同的地理環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造，支護的方式也相應(yīng)不同。支架和支柱的建立和使用，都是在開采實踐中，通過對巖層壓力計算得來。端頭頂板支護。在基礎(chǔ)支護上，多人配合將機頭機尾支架拉移，工作面與端頭支柱的推進保持一致，木柱帽方向與巷道方向保持垂直。側(cè)頂板支護。側(cè)頂板支護通常采用雙排支柱的方式，在配合后排支柱的同時，使支架水平方向與支架高度保持一致。

5 結(jié)語

在全面提倡安全施工的今天，煤礦開采屬于危險系數(shù)極高的行業(yè)，應(yīng)更加注意開采工作的安全問題。頂板支護是防止事故發(fā)生的重要措施，在開采工作中重視頂板支護技術(shù)，重點發(fā)展頂板支護技術(shù)，堅持安全生產(chǎn)原則，能更好地促進開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]程志騰.地質(zhì)構(gòu)造對煤礦開采重要性分析[J].山東煤炭科技，2016（7）：163-164.

[2]劉濤.地質(zhì)構(gòu)造在煤礦開采中的重要性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（25）：170.