加強煤礦采掘工作面頂板管理措施探討

辜清松　李云盛

摘 要：井下采掘工作面頂幫管理工作是煤礦采掘工作的重要內(nèi)容之一。幾乎有40%的井下事故問題是由頂板出現(xiàn)問題產(chǎn)生的。為了加強煤礦井下作業(yè)安全，應(yīng)該重點分析和找出煤礦采掘工作面頂板容易出現(xiàn)的問題及分析產(chǎn)生的原有，從而找到對應(yīng)的解決措施，在采掘工作中避免面頂板出現(xiàn)易碎問題，確保煤礦采掘工作安全，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：煤礦采掘；頂板管理；措施；分析

我國在煤礦開采中大都是地下作業(yè)，露天煤礦的數(shù)量較少，所以井下煤炭開采安全成為這一工作中的重大問題，而絕大部門事故的產(chǎn)生都和頂板事故的發(fā)生有著密切關(guān)系，因此需要加強井下頂板的安全管理，采取必要措施提高其安全性。要根據(jù)井下作業(yè)的實際情況，分析頂板事故容易產(chǎn)生的原因，采取有效的應(yīng)對措施，提高防范能力，為開展安全生產(chǎn)提供必要保障，推動煤礦企業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展。

1 煤礦采掘工作面頂板常見事故原因分析

1.1 巷道掘進過程中出現(xiàn)冒頂

在煤礦井下作業(yè)中首先需要進行巷道的挖掘工作，在這一過程中由于不同的地質(zhì)狀況和當(dāng)?shù)貒鷰r結(jié)構(gòu)的不同對于巷道安全有著巨大的影響，如果不能很好的做好巷道的安全支護工作，尤其是開掘過程中，當(dāng)頂板不能很好的支撐上方及周圍巖體時就會出現(xiàn)塌方等情況，或者缺乏必要的防護措施、缺乏足夠的支護承載能力，則會很容易出現(xiàn)頂板坍塌的狀況。

1.2 煤層自身出現(xiàn)冒頂

因為地下煤礦是天然形成的，在長期的形成過程中，會受到不同地質(zhì)作用的影響，所以煤層自身直接存在原生的裂縫，在開采過程中由于受力的變化自身也會出現(xiàn)新的裂縫，使得游離巖塊不斷、不規(guī)律的出現(xiàn)。尤其是在放炮開挖時，因為爆破產(chǎn)生的推動力，使得煤層出現(xiàn)巨大的松動，在一些薄弱環(huán)節(jié)就會容易出現(xiàn)坍塌。這些特殊的地質(zhì)狀況增加了煤礦地下作業(yè)的困難性和風(fēng)險性，使得煤礦開采過程中出現(xiàn)各種各樣的事故，尤其以坍塌為主要事故現(xiàn)象。

1.3 巷道連接處及工作面出現(xiàn)冒頂

在煤礦開采和運輸過程中需要解決諸多的工程難點，如在開幫時要從老巷道的一側(cè)開始入手，對于原先的舊棚子要用抬棚或大棚進行替代，這時候頂部經(jīng)常出現(xiàn)一些其他巖塊的出現(xiàn)，當(dāng)剛建成的棚子在強度不夠時就會出現(xiàn)冒頂事故。

另外，在開采過程中隨著開采進去的發(fā)展，工作面要根據(jù)工程進度來移動機器，同時需要對原有的支護結(jié)構(gòu)實施拆除，這一過程中就會出現(xiàn)一定程度的松動，在進行回采時工作面的相互連接處會因為所給予的支撐力不夠，在頂板處出現(xiàn)安全問題，產(chǎn)生頂板坍塌斷裂的危險。所以為了提高頂板的安全可靠程度，在移動設(shè)備時需要加強安全防護，做好相應(yīng)的安全防護措施。

1.4 頂板泥層及周圍環(huán)境影響

在煤礦地下煤層中因為在斷層帶富集會有斷泥層，所以如果地下水涌入到泥層，會使得泥層變得軟化，降低泥層的強度，造成坍塌事故風(fēng)險的產(chǎn)生。為此需要采取一定的防護措施，使用水泥質(zhì)的材料進行頂板上方的填充，或者是通過爆破的方法將存在的泥層爆破掉，減少風(fēng)險發(fā)生的可能，提高頂板的強度。

另外隨著煤礦的開采，原先建設(shè)的頂板會出現(xiàn)自然的下沉現(xiàn)象，這些都來自巖層自然的沉降原因，同時也是由于存在大量的游離巖塊所造成的，而且在回柱作業(yè)中這些巖塊還會進行不規(guī)律的移動，為原本就不是很牢固的支護產(chǎn)生不利影響，容易引發(fā)事故的產(chǎn)生。特別是最后一根柱子拆除時，很容易出現(xiàn)冒頂事故問題，對地下作業(yè)人員的生命安全產(chǎn)生威脅。

2 加強采掘工作面頂板安全管理的措施

2.1 加強頂板安全管理

在煤礦開采過程中，要嚴格根據(jù)國家相關(guān)標準規(guī)定進行標準化操作，在煤層頂板方面加強防護工作，提高支護等級和標準，確保頂板的安全、可靠、整齊、牢固，與底板連接安全可靠。同時在安全管理中，要定期進行質(zhì)量的檢查和檢修工作，出現(xiàn)問題及時解決，將危險降低到最低。在作業(yè)開采進程中，還要按照正確的方法來進行超前支護和貼幫支護以及端頭出口支護等。要重視作業(yè)面的第一次放頂工作，做好各個環(huán)節(jié)的緊密配合，實施安全生產(chǎn)責(zé)任制，提高安全防范能力。同時要隨時觀察頂板的壓力變化情況，檢測壓力數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況進行相關(guān)措施的防護，從而有效的降低冒頂事故的發(fā)生。

2.2 加強局部厚煤層的安全管理

在巷道挖掘過程中，當(dāng)出現(xiàn)厚煤層時很容易由于礦壓異常的問題產(chǎn)生事故，厚煤層的出現(xiàn)使得頂板壓力增加時煤壁穩(wěn)定性降低，甚至使得頂板產(chǎn)生冒落。所以當(dāng)遇到厚煤層時，在回采工序中要特別注意加強支護能力，提高支護的穩(wěn)定性和可靠性，而且要采取一定的方法來對煤壁片幫加強防護能力，防止出現(xiàn)冒頂問題。在這一方面提高支護強度的方法有很多，可以加強兩側(cè)的支護強度。這種方法施工較為便利，易于操作，能夠很好的提高支護強度，所能夠控制的范圍很廣，有著很強的適用性。另外可以采用木垛支護方式，這種方法所產(chǎn)生的支撐面較大，可操作性強，不受支護高度的影響，同時也有著廣泛的適用性。在特殊狀況下，可以使用木錨荊芭背板護幫防止煤壁片幫事故的發(fā)生。在具體的操作中可以根據(jù)實際狀況，選擇恰當(dāng)?shù)姆雷o方法對頂板實施加固。

2.3 棚頂?shù)捻敯灏踩芾?/p>

在工作面棚頂處理方法中，要具體根據(jù)煤層頂板冒落高度大小和端面距的長短大小來進行具體確定，通常情況下冒高和端面距離大約是1米，在確定高度時可以臨時在塌冒區(qū)鉆眼插鋼針的方式來進行大體的估計，需要注意的是在冒落高度和端面距超出安全指標時，需要在機炮道內(nèi)的棚頂開展作業(yè)。具體來說自冒落區(qū)一側(cè)在刮板輸送機擋煤板外側(cè)設(shè)置幾個工字鋼梁，在另外一側(cè)來頂住煤壁，保證和采高有著相同的高度，檢測頂板壓力的數(shù)值，在數(shù)值穩(wěn)定后，在懸臂梁的煤壁周圍事先設(shè)置一根和煤壁平行的長方木，并根據(jù)端面距長短進行置頂高度的選擇，之后在平行煤壁設(shè)置一層長方木。

2.4 加強掘進面和巷道頂板安全管理

采用先進的技術(shù)加強掘進面的管理，可以使用光爆錨噴及“三小”技術(shù)等，對于硬巖巷道或者是軟巖巷道都應(yīng)用先進的技術(shù)提高其安全性能；另外根據(jù)巷道的穩(wěn)定性和錨桿長度來選擇所適用的技術(shù)類型，確保前探梁的正常適用，一般來說除部分硬度較高的巖石和石灰?guī)r頂外，在巷道開采進程中截圖應(yīng)用前探梁技術(shù)。

3 結(jié)束語

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)中確保安全生產(chǎn)是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵和重要工作，在煤礦具體開采過程中將安全問題放在首位，由于在煤礦開采中，較多的事故都來自于采掘工作面頂板的問題，所以加強采掘工作面的安全管理有著非常重要的地位和意義，要應(yīng)用先進的技術(shù)不斷提高安全防護能力，提高作業(yè)人員的安全意識，不斷提高和改善施工技術(shù)，開展安全生產(chǎn)提高開采質(zhì)量。

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作者簡介

辜清松（1972-），男，四川仁壽人，攀煤集團大寶頂煤礦，本科，采礦工程師，研究方向；煤礦采掘。endprint