煤礦綜采工作面頂板管理技術探討

袁增衛 李開貴 陳正

摘要：在煤礦企業持續發展過程中，安全管理工作至關重要，而煤礦綜采工作面頂板管理作為安全管理中的重要組成部分，也是礦井安全生產的重點和難點，大多數礦井開采事故危害都是由工作面頂板所導致，因此在采掘過程中需要重視和做好工作面頂板管理工作，并充分利用科學、合理管理方式，確保煤礦開采安全性。在本文中，結合綜采工作面板冒頂原因，對綜采工作面頂板管理技術展開研究和分析。

關鍵詞：煤礦;工作面頂板;管理技術;分析

煤礦采掘工作開展時做好施工管理十分有必要，尤其是做好工作面頂板管理，不僅可以減少事故發生，確保施工安全性，還能夠提高開采工作效率和質量。由于在進行煤礦生產過程中，采掘面板事故發生機率比較高，也會對整個煤礦開采工作造成巨大影響，嚴重情況下還會威脅到人身安全，為避免事故發生，保證整個開采工作安全性，就需要通過加強工作面頂板管理，并采取有效技術措施實現^[1]。基于此，對煤礦綜采工作面頂板管理技術進行分析和探討。

1工作面頂板概述

綜采工作面在現代煤礦開采中比較常見，并且采取機械化的開采方式，不僅可以提高煤礦開采速度，還能夠創造更多經濟效益。而工作面作為煤炭生產的第一現場，頂板則處于煤層上方巖層，因此在實際生產過程中伴隨著工作面不斷延伸，頂板所暴露的面積也在不斷擴大。從巖層巖性、厚度、頂板變形特征等角度，煤層頂板又分為直接頂、基本頂和偽頂三中類型。

在煤礦開采過程中，也需要對安全問題引起高度重視，尤其是針對巖層頂板安全，一旦發生頂板事故不僅會對設備造成破壞，還會威脅到工作人員生命安全。因此，進行煤礦生產，首先需要對頂板事故發生原因及影響因素進行歸納和分析，然后采取相對應措施構建事故預防機制，提高頂板管理水平，在這些技術措施輔助下，既能夠降低頂板事故發生機率，又能夠保障煤礦正常和安全生產^[1-2]。

2綜采工作面板冒頂原因分析

綜采工作面出現冒頂情況，多存在于工作面內壁位置，同時煤壁也會發生片幫，深度介于1m～2m之間，對導致冒頂情況發生的原因進行歸納主要有：（1）原來的頂施加壓力太大，頂板也就會出現下沉情況，當直接頂板出現破碎現象時，就會呈現出冒頂狀況;（2）由于液支架不夠承受基本的壓力，也不符合支撐要求，也會導致頂板出現下沉情況，進而引發冒頂現象;（3）綜采工作面的兩個端頭主要處于工作面和順槽的連接部位，所受到的壓力也會過于集中，如果沒有做好相應支護工作，片幫情況就很容易出現，進而導致冒頂現象;（4）受到地質條件的影響，如：地質斷層、頂板淋水等，再加上沒有對采高位置進行嚴格控制，進行支架移動操作方式不當，也會出現冒頂情況;（5）由于工作面的兩個端頭需要經常移動，在支設過程中就很容易導致支護空擋，也會引起冒頂現象^[2]。

3煤礦綜采工作面頂板管理技術探討

3.1科學、合理選擇液壓支架

在開展煤炭綜采工作時，液壓支架作為必不可少設備，對液壓支架進行科學、合理選擇，可以有效保障整個開采工作安全、順利開展。而為體現出液壓支架選擇科學性和合理性，就需要從做好支架型號選擇、支架高度選擇和支架結構選擇三方面工作實現。

3.1.1支架型號選擇

在對液壓支架進行選擇時，需要確保初撐的力度和阻力，通常情況下在選擇支架噸位的時候，可以借助以下兩種方法進行妥善選擇：（1）巖重法，對巖層的重量和出現斷裂的巖層產生負荷進行周期性判斷，然后再進行確定支架噸位;（2）實際測量法，充分利用液壓支架實際測得的數值，并且在相臨近的工作面板上試驗，并在此基礎上對所選擇支架加以修正，可以保證噸位合理性，在整個選擇過程中也要注意頂板下沉所帶來的影響^[3]。

3.1.2支架高度選擇

對支架高度進行選擇，主要建立在工作面世紀彩稿和頂板下沉量基礎上。通常情況下，如果煤層高于3.5m，進行開采就需要采取分層開采方式進行，并且除了選擇最大支架和最小高度以外，在進行掩護式、支撐式支架選擇時也要對支架工作高度進行充分考慮。

3.1.3支架結構選擇

對支架結構進行選擇需要是為了更好的適應煤層賦存條件和設備配備要求，在實際選擇時也需要符合以下要求：（1）保證斷面通風，尤其是完成支架支護以后，斷面要有足夠風量通過，在實際應用過程中，如果不能夠對架型進行調整，那么就需要通過降低采煤機割煤速度實現;（2）底座壓強，一般情況下對支架進行選擇，底座壓強要低于底板，以確保支架不會陷入到底板當中;（3）防滑護壁，液壓支架需要具備較好的穩定性，才能夠滿足使用要求，針對地質構造比較復雜的情況，則需要注意對傾倒和下滑問題進行深入研究，而針對護壁則主要是保障設備和人身安全性，同時不會對采煤機正常運作造成不良影響^[4]。

3.2工作面巷道支護技術

將支護技術應用到綜采工作面巷道中，主要是為了保障頂板穩定性，針對比較堅硬的頂板，可以借助打錨桿的方式進行頂板支護，而針對梯形巷道，則可以采用鋪設網發揮護頂工作。由于在開展采煤工作時，所出現的動壓會對綜采巷道造成一定影響，為確保整個采煤工作順利、安全進行，就需要提前做好巷道防護工作，對所有安全出口與巷道連接20m范圍內開展支護工作，高度控制在1.5m以上。此外，巷道超前維護需要根據實際工作面壓力影響范圍加以確定，在進行提前維護時距離不能短于30m，可以有效降低動壓對巷道造成的影響。

3.3過斷層頂板支護技術

在采煤機過斷層的時候，需要采煤機與支架之間展開密切配合，盡量縮短空頂時間，移架最好一次到位，以避免因為支架反復升降，進而對頂板造成損壞。同時也要對端面距離加強控制，在架前不能夠出現空頂和漏頂的情況，尤其是在完成割煤以后，為避免頂板出現脫落情況，就需要通過做好拉架和支護實現，具體措施為：（1）運用木錨桿對煤幫位置進行加固，該項方法比較適用于煤層比較硬、壓力比較大的位置，通過在每個眼內放置兩根木錨桿，起到擠壓加固的作用;（2）超前處理頂板，在頂板出現破碎的情況下，受到機道寬度影響，運用采煤機進行直接切割，會引發冒頂現象，但是通過提前做好頂板支護工作可以避免這一問題發生;（3）加強采高控制，通過使采高處于支架高度范圍以內，可以有效防止不接頂情況發生，并且通過將頂、底板割平，也可以保障采煤機正常開展工作，避免空頂情況發生;（4）針對兩端頭切頂線處，需要較為密集的采取單體支護措施，確保工作面各項程序協調性，也為整個煤炭綜采工作開展提供安全保障^[5]。

結語

在煤炭采掘工作開展中，做好工作面頂板支護管理工作，可以確保整個煤炭開采工作順利和安全進行，同時提高煤炭開采工作效率和質量。為實現這一目標，就需要結合實際煤炭開采情況，科學合理選擇液壓支架、加強巷道施工支護和頂板施工支護，為整個煤炭綜采工作開展提供有力保障。

參考文獻

[1]高爽，夏金華.淺談煤礦綜采工作面頂板管理技術[J].商品與質量，2018，（20）：184.

[2]楊 冰.煤礦綜采工作面頂板管理問題與應對措施探討[J].建筑工程技術與設計，2018，（24）：4191.

[3]陳俠.薄煤層綜采工作面過斷層、過老巷技術分析[J].內蒙古煤炭經濟，2017，（18）：13-14.

作者簡介：袁增衛 男 漢 江蘇徐州 河南能源化工集團有限公司內蒙分公司，工程師 本科 采礦工程 主要從事煤礦井下技術管理工作。