加強煤礦采掘工作面頂板管理措施探討

徐光

摘 要：隨著經濟的快速發展，社會對煤炭的需求量不斷提高，這就對煤礦企業開采工作提出了更高的要求。我國煤礦開采多以井下作業為主，具有較高的危險性，特別是采掘工作面頂板事故發生率較高，所以為了有效的確保煤礦企業生產的安全性，則需要加強煤礦采掘工作面頂板管理工作，確保工人生命財產的安全。文中對煤礦采掘工作面頂板事故原因進行了分析，并進一步對加強采掘工作面頂板安全管理的措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：煤礦；采掘工作面；頂板管理；支護；安全管理

前言

我國煤炭儲量較為豐富，而且在當前我國經濟和社會發展過程中煤炭也作為主要的消耗能源，對其需求量呈不斷增長的勢頭。當前我國煤礦開采工作多以井下開采為主，露天煤礦數量較少，由于井下煤炭開采過程中頂板事故發生率較高，所以需要加強井下頂板安全管理工作，確保井下生產的安全。需要針對導致井下作業頂板事故的原因進行深入分析，有效的對頂板事故進行防范，從而掌握生產安全的主動性，為煤礦企業健康、持續的發展奠定良好的基礎。

1 煤礦采掘工作面頂板事故原因

隨著我國煤礦企業開采工藝的完善，一些新技術不斷的涌現出來，這對于煤礦企業的安全管理工作起到了積極的作用。但在當前煤礦開采過程中，頂板事故還具有較高的發生率，導致頂板事故發生的原因來自于多個方面，一旦出現冒頂現象，則會導致頂層被壓塌，從而導致嚴重的危害發生，帶來較大的經濟損失。

1.1 巷道掘進引起的冒頂

在井下開采過程中，挖掘巷道是井下開采過程中必經的一個環節。在井下巷道挖掘過程中，受地質條件及地下圍巖結構影響較大，所以需要做好支護工作。特別是在巷道開掘過程中，與頂板和巖體相連的巖石在破巖過程中極易出現塌落的情況，如果沒有采用必要的安全支護措施，或是支護承載不力，則會導致頂板坍塌，而且當支護頂部連接巖體的巖石在支護力度不夠時，也容易出現頂板塌落的現象。

1.2 煤壁周圍發生的冒頂

由于地下煤礦是經過長期的過程形成的，而且在形成過程中受地質作用的影響較大，部分直接頂存在原生裂縫，而且還會經常出現新的裂縫，從而導致游離巖塊的產生。在放炮開采過程中，由于煤層極易出現松動的情況，這就使一些較為薄弱的地方極易出現坍塌。另外當頂層壓力加大時，而下面支護結構牢固性較差，而煤層自身強度不高，從而導致頂板出現冒頂事故。

1.3 巷道連接處的冒頂

在巷道運輸和開采過程中存在許多施工難點，在具體作業中需要注意的事項較多，開幫時需要從老巷道一側進行入手，這就需要利用抬棚或是大棚子來代替原來的舊棚子，而且在頂部會有一些與巖體無關的巖塊出現，而新搭設的棚子一旦強度不夠，則會導致冒頂事故發生。

1.4 工作面兩端的冒頂

在井下開采過程中，工作面需要隨著采掘的進度而對機器進行移動，這就需要對原來的支護結構進行拆除，而且拆除過程中必然會存在一定程度的松動，而回采工作面連接處由于支護初撐力較小，從而很難對頂板的安全進行控制，極易導致頂板坍塌斷裂問題的發生。因此為了能夠有效的降低冒頂事故的發生率，則需要在移動機器時來逐一拆除棚腿，同時還要做好安全防護措施。

1.5 頂板破碎帶的冒頂

在井下煤層中由于在斷層帶周圍會有斷泥層存在，一旦有地下水涌入到斷泥層時，則會導致斷泥層軟化、坍塌事故的發生。這就需要采取必要的解決措施。采用水泥質填充方法或是爆破方法都存在著不理想的效果，會有圍巖破碎及滑動現象的發生，從而增加頂板的壓力，而一旦這個壓力超出巖體抗拉強度范圍時，則會導致冒頂事故發生。

1.6 放頂線周圍的冒頂

在巷道掘進開采過程中，由于頂板會出現逐漸下沉的現象，而且由較多的游離巖塊形成，這就使在回柱作業時這些巖塊會隨著作業的開展而進行移動，從而對本就不牢固的支護帶來更加不利的影響，引發事故。特別是當最后一根柱子拆除時，極易發生頂板冒頂事故，從而威脅作業人員的生命安全。

2 加強采掘工作面頂板安全管理的措施

2.1 穩定煤層的頂板安全管理

在具體開采工作中，需要嚴格按照國家標準的規定要求進行操作，對于穩定的煤層需要做好頂板的安全防護工作，而且需要支護等級與標準的要求相符，而且確保支護的整齊性和牢固性，使其與頂底板接實。在穩定煤層的頂板安全管理工作中，還需要做好定期檢修工作，確保質量的穩定性。在具體作業過程中，面要按照正確的方法來對超前支護、貼幫支護和端頭出口支護進行使用。要對作業面的初次放頂工作給予充分的重視，將有效的將各個環節進行結合，落實好安全責任制，加強安全防范措施。另外在工作結束后，還需要觀測頂板壓力變化情況，根據壓力變化結果來采取切實可行的措施，從而有效的確保冒頂事故發生率的降低。

2.2 局部厚煤層的頂板安全管理

在巷道掘進過程中，一時遇到厚煤層時，極易出現礦壓異常的情況，從而導致煤巖層之間形成離層，而在頂板壓力增加的情況下，煤壁的穩定性會降低，從而導致頂板出現冒落的現象。這就需要在厚煤層回采過程中，需要有效提高支護等級，努力提高支護的穩定性和支撐力，同時還要采取必要的措施對煤壁片幫冒頂現象進行有效的防護。

可用于回采厚煤層的支護方式有很多，一是構造帶兩側支護。該支護形式支撐力強、穩定性好，便于操作，而且控制范圍較廣，在實踐中有著廣泛應用。二是木垛支護。該形式便于操作，支撐面積大，幾乎不受支護高度的影響，應用也較為廣泛。在實際作業中，應根據具體情況選擇適宜的支護形式，對頂板進行加固。在特殊情況下，可能還要使用木錨荊芭背板護幫防止煤壁片幫事故。

2.3 棚頂的頂板安全管理

采用哪種工作面棚頂管理方法是由煤層頂板冒落高度與端面距長短兩個條件共同決定的，一般的冒高和端面距約為1m，可以臨時在塌冒區鉆眼插鋼針來進行粗略的棚頂工作，然而當冒落高度與端面距有一項超出安全允許指標時，必須在機炮道內的棚頂進行作業。從冒落區的一側開始，在刮板輸送機擋煤板外側設2～3個工字鋼梁，一側頂住煤壁且要確保與采高相等，隨后進行敲幫問頂，直到頂板壓力變化幅度不大時，在懸臂梁的煤壁附近提前放置一根與煤壁相平行的長方木，并按照端面距的長短對置頂的高度來選擇，然后在平行煤壁搭設一層長方木。

2.4 掘進面和巷道的頂板安全管理

首先，對應用光爆錨噴和“三小”技術進行推廣應用，無論是硬巖巷道還是軟巖巷道，在全煤巷道都應應用該技術；其次，根據巷道穩定性與錨桿長度來選取，保證前探梁的使用，除了一些堅硬的巖石和石灰巖頂之外，在巷道掘進迎頭時都應使用前探梁。

3 結束語

煤礦開采安全是煤礦企業生存和發展的重要基礎，所以在煤礦開采過程中需要將安全作為首要考慮的問題，由于在煤礦開采過程中，采掘工作面頂板極易發生安全事故，所以需要加強頂板的安全管理工作，努力強化作業人員的安全意識，并對施工技術進行不斷完善，從而確保開采質量的提升。

參考文獻

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