煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法

程傳超++曾祥利++李國偉

[摘 要]總所周知，煤礦行業是高危行業，煤礦的大部分生產都是在采掘工作面進行的，因此采掘工作面頂板的管理問題一直是煤礦工程技術人員關注的焦點。本文從煤礦采掘工作面出現頂板事故的原因談起，重點論述采掘工作而頂板管理問題及措施，期待為煤礦的安全生產提供重要的理論依據。

[關鍵詞]煤礦采掘工作面；頂板管理；存在的問題；處理方法

中圖分類號：TD327.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）19-0023-01

0 引言

煤礦采掘工作面的安全問題一直以來都是煤炭行業關注的主要問題，為了保證煤礦的安全生產，最重要的是做好煤礦采掘工作面的頂板管理工作，防治頂板事故的發生，從而保障井下作業的安全性與高效率，進而推動煤礦事業的和諧發展。

1 煤礦采掘工作面出現頂板事故的原因分析

1.1 煤壁附近要素的影響

采掘煤礦是在地下，因此地質狀況會嚴重地影響煤礦的開采。在進行采掘的時候，如果影響到原生裂縫，那么會使煤層面板的應力復雜化，進而增加巖塊的游離性，不利于煤礦作業的順利進行。在開展井下爆破或者是支護的情況下，倘若煤層不夠牢固，再有爆破形成的崩塌情況，那么會增加煤層頂板的壓力，進而導致二次崩塌和頂板事故的出現。

1.2 工作面兩端位置的影響

實際上，在采掘煤礦的時候，務必結合場地施工的地形狀況決定工作面兩端的機尾和機頭的位置的移動。可是，在進行移動的時候，倘若超出了支護構造，那么會導致頂板出現一些松動，在嚴重的情況下會造成全部頂板的松動、下落，進而導致頂板事故。在煤礦生產實踐當中，施工者常常難以對直接定的現狀和工作面兩端的移動進行有效地控制。為此，在移動的過程中，需要結合工作面的實際采掘現狀，按部就班地移動棚腳，防止頂板出現松動和下落的情況。

1.3 連接巷道的冒頂事故

根據一部分煤層的直接頂面臨構造采動以及原生裂縫的情況，如此的構造常常會導致裂縫的互相交錯，進而使形式多樣的游離巖塊形成。出現冒頂情況的原因是在井下爆破或者是支護的過程中，由于支護的傾斜或者是不牢固進而造成煤幫附近具備太大的壓力，這樣最后會被壓塌。倘若煤層自身不具備強度較高的片幫抵抗力，那么會逐步地減小空間支護能力，最終會造成冒頂現象的出現。

1.4 頂板破碎的事故

在煤礦采掘當中，出現故障面坍塌在很大程度上是因為斷層帶地層的軟化。為此，施工者在采掘的過程中，通常會借助泥質材料來填充巖層，這樣做的目的是為了實現巖石整體性和穩定性的提升。除此之外，還應當結合煤礦井下由于爆破而破壞巖層的情況，倘若其形狀或者是構造出現了變化，那么會增加頂板的負面壓力，在壓力到達頂板的最大許可值的情況下，冒落的情況會出現，從而不利于煤礦采掘效率的提升。

1.5 放頂線附近的冒頂事故

一般而言，在采掘煤層的時候，倘若過快地掘金煤層，那么會增加頂板下沉的速度，進而使很多大型的游離巖塊形成，這不利于回柱工作的正常進行。為此，在采掘煤礦的時候，倘若放頂線的附近缺少穩定性，那么不但會對全部煤層的穩定性產生影響，而且在回柱的過程中還會造成頂板冒落的情況，從而對施工者的施工安全性產生影響，最終延誤回拆。

1.6 掘進巷道的事故

煤礦采掘牽涉到非常多的要素和危險系數較高，掘進巷道是煤礦采掘工作十分重要的一個組成部分，掘進巷道會出現比較多的事故。在進行掘進的時候，常常會由于工作的失誤而導致頂部巖體的松動和破裂，可能還會造成煤礦礦井的坍塌。為此，在掘進巷道的過程中，實施有效的支護非常關鍵，這樣可以避免巖體出現冒落的情況。

2 采掘工作而頂板管理存在的主要問題及措施

2.1 強化頂板管理，增強煤層穩定系數

在實際的煤礦開采過程中，要對開采的煤層頂板進行強化管理。一是按標準制度進行管理。為確保煤礦安全生產、高效生產，要求施工人員與管理人員必須嚴格按照國家頒布相關標準和制度，在把握好煤礦的采掘質量的基礎上，對開采煤礦的工作面頂板按照相關標準進行管理。特別注意的是，必須定期對頂板的支護進行檢查和質量審核，以保證頂板的穩固性。二是做好頂板支護工作。在開采工作面上進行特殊支護作業時，必須提前做好支護工作，嚴格各項檢查標準，以降低安全事故的發生率。

2.2 加固局部煤層頂板

隨著現代化礦井開采深度的越來越大，煤層之間的壓力相應增大，很容易導致煤巖層發生離層現象、最終因為頂板的壓力過大，頂板的自身穩定性將會越來越小，因此，在進行煤礦采掘的工作面頂板管理中，局部的煤層支護更需要得到重視，要以加強煤巖層的支撐力為目標，降低防范冒頂事故的發生率。

2.3 選擇對應的頂板支護形式

就局部厚煤層的回采支護方式來說，主要采用的是在構造帶兩側進行支護的方式，這種方式是通過局部充填來取代垮落的煤層，來實現對頂板的管理，利用這樣巧妙的構造，使得支撐完整，同時提高了煤層的穩定性，具有支撐能力大、控制范圍廣且操作性較強、比較穩定等優勢。但隨著采礦高度的升高，礦井中的礦壓現象也逐漸顯露出來，這也導致了支柱的升高，從而穩定性降低的現象。當支柱中心的位置發生改變時，很可能直接傾倒，最終出現安全事故。所以，要針對不同的實際情況，應選擇對應的支護形式，進一步提高頂板的穩定性。

2.4 做好巷道頂板的管理

要想做好巷道頂板的管理工作，首先要掌握巷道開掘后圍巖體的范圍及圍巖應力的分布情況。需根據巷道圍巖應力的因素：圍巖的性質，巷道所處的深度、巷道周圍的地質構造、水文變化、巷道的斷面形狀等，了解圍巖應力分布情況及在此應力作用下圍巖的變形和位移后，才能選擇合適的支護材料和支護形式，達到維護巷道的目的。其次要從有利于巷道圍巖的穩定性出發，合理選擇巷道的施工方法，減少各個工序對頂板管理的影響。最后按照作業規程規定控制工作面空頂距離和臨時支護的長度，盡可能縮短工作面空頂時間和臨時支護巷道的長度。

3 結語

綜上所述，針對煤礦采掘工作面頂板的管理工作，在實際的工作中必須加強多方面的監管，完善各項開采保護措施，并搞好工作面頂板的管理基礎工作，進一步提高相關人員的安全生產意識，減少煤礦采掘頂板安全問題，才能全面的提高煤礦采掘工作的效率。

參考文獻：

[1] 王愛國.榮康煤礦11309采煤工作面回采巷道圍巖控制觀測研究[J]. 山西煤炭管理干部學院學報，2010（04）：102-103.

[2] 謝濤，陳朝.煤礦采掘技術的改造思路[J].科技創新與應用，2013（18）：125-126.

[3] 牛俊偉.煤礦采掘技術的新思路探討[J].能源與節能，2016（01）：123-125.

[4] 敖成杭.煤礦采掘技術的改造思路分析[J].內蒙古煤炭經濟，2015（05）：145-146.

[5] 何俊.探討影響煤礦采掘生產安全的地質因素[J].中國科技信息，2014（07）：156-157.

[6] 郭小東.煤礦采掘管理中的多目標決策分析[J].山西科技，2013（04）：169-170.

作者簡介：

程傳超（1984.10—），男，漢族，山東省泰安市人，本科，助理工程師。現擔任兗州煤業股份有限公司濟寧二號煤礦掘進二區技術主管，研究方向：煤礦安全管理。