工作面頂板安全管理問題分析

張永舉

摘 要：在煤礦進行生產時，出現安全事故的概率比較高，其中最為常見的工作面頂板事故，它對煤礦的安全生產工作產生了極大的負面影響。為了能夠從根本上提升煤礦生產的安全性，降低面頂板安全事故出現的概率，就需要不斷提升對工作面頂板進行安全管理的力度，提升煤礦開采工作的安全性。

關鍵詞：煤礦;工作面頂板;安全管理

1 工作面頂板概述

工作面頂板主要指的是依附于煤層上部的巖層結構，站在煤層結構上進行分類，其主要涵蓋著偽頂結構、直接頂結構以及老頂結構等不同的結構部分。

1.1 偽頂

偽頂具體指的是與煤層緊緊依靠，在對煤炭進行開采時，比較容易脫落的薄層巖石結構。通常情況下，偽頂結構的厚度被控制在0.5m之內，主要涵蓋著頁巖、質頁巖等不同的結構形式。

1.2 直接頂

一般情況下，直接頂結構在偽頂結構的上面，與偽頂相比，直接頂的結構穩定性更強，在對支架進行移動或者回柱的過程中可能會垮掉。

1.3 老頂

老頂結構具體是指位于直接頂結構上面的堅硬度比較高的巖石層，老頂結構大多是砂巖或者是石灰巖的結構。

2 采煤工作面頂板安全事故分析

2.1 客觀因素

首先是因為地質構造的原因造成的安全事故。因為煤炭開采工作進行過程中所遇到的地質構造類型很多，例如沖刷結構、斷層結構等等，在這些不同類型的地質構造體系中，斷層會直接對采煤工作面的壓力產生一定的影響，在進行煤炭開采工作的過程中，若是不能對這些構造狀況進行全面深入的了解，也未能提前制定出預防措施，那么可能會出現冒頂等安全事故。其次，礦山壓力也會導致安全事故的出現。由于進行了煤炭開采的工作，因此區域性的巖層結構出現了比較明顯的變化，這也會直接引起礦山壓力的變化。礦山的壓力往往會對采煤的工作面產生直接的作用，在礦山壓力的作用下，位于中部的頂板會出現比較明顯的下沉問題，也會呈現出周期性的變化特征。在各種不同因素的綜合作用下，工作面的壓力波動比較劇烈，若是未能及時做好相關的防護工作，那么安全事故出現的概率比較高。

2.2 主觀因素

若是在進行安全檢查的過程中所運用的方法不合理、不恰當，那么冒頂等安全事故通一般會出現在爆破工作進行的一到兩個小時之內。在爆破作用的影響下，頂板之前所處的平衡狀態會被破壞掉，此時巖層可能與母體結構分離進而出現脫落的狀況。與此同時，若是相關的操作人員作業技術熟練程度不夠，也未能提前接受相應的安全教育培訓，那么相關的操作將無法順利有序進行，更無法對巖層的運動規律進行預測，這也是導致安全事故發生的重要原因。當然，也有可能是采煤設計工作的科學性比較低。因為在進行采煤工作的過程中所使用的參數不科學，那么在進行回采作業的過程中，工作順序設置可能會不恰當，與此同時，若是采煤的工作面長度比較大，那么頂板將會在一段比較長的時間內暴露在外面，此時出現冒頂事故的風險就會被提升。

3 采煤工作面頂板安全管理舉措分析

3.1 多樣化的安全管理方案體系

積極開展頂板安全管理工作的意義在于有效阻止安全事故的出現，從根本上提升煤礦開采工作的安全性能，促使煤礦開采企業經濟效益水平的提升。在制定工作面頂板安全管理方案的過程中，需要將安全、高效和節約作為基本的原則，降低其對采煤工作產生的影響作用，提升方案的可操作性以及實用性。與此同時，需要提升資源的有效利用率，當然制定安全管理方案時需要充分結合礦井的實際狀況，提升方案的合理性。結合以上原則，可以從以下幾個方面入手制定安全管理方案：①煤柱支撐法。結合頂板控制的舉措與途徑，保證頂板不出現冒頂等安全事故是非常必要的。在工作面頂板達到極限步距之前，需要提升煤柱設置的寬度值;②采前深孔預爆破。在工作臺面的前面，結合具體的人員需求科學地控制步距，當頂板的拉應力達到最大值時，可以對煤層上方的頂板進行打孔操作，從而實現爆破的目的，保證頂板稍有松動即可，這樣才能保障在完成相關的開采工作之后頂板能夠自行進行脫落;③采后深孔爆破強制放頂。若是當工作面板在達到頂板極限值之前，頂板未能出現脫離的跡象，此時就需要沿著工作面的切線方向對頂板進行打孔操作，在打孔的位置達到支架2-3m的位置處時便能夠進行相關的爆破作業操作。

3.2 頁板安全管理方案比對分析

借助煤柱支撐的方法能夠為頂板穩定工作提供一定的保障，這在一定程度上也會降低回采操作的實際效率。同時在使用開采設備的過程中，支架需要多次進行移動，此時會在開采的現場遺留下一些煤柱，如此一來，大量的資源便會被浪費掉，這與企業所追求的經濟適用性原則呈現出較大的差異性。借助采后深孔爆破的形式能夠日升對爆炸能力的利用率，這使得工序的復雜程度有所提升，當然也使得工作面整體的開采效率水平降低，這與企業所追求的高效開采原則不符合。借助采前深孔預裂爆破的方法不會影響開采的相關工作，但是這種方法需要建立在兩巷斷面較大的基礎上，但是這會對運輸以及相關的維護工作造成極大的負面影響。這些方法在實際運用過程中都會顯示出一定的弊端，影響煤礦開采工作的正常進行以及降低開采工作效率，因此應用價值不高。

相比于以上方法，兩巷斷頂的操作方法對完整性比較強的頂板呈現出更強的適應性，這有助于降低采空區域的懸頂面積，使得支架所承受的載荷作用降低，這樣的方法不會對回采工作進度產生影響，也不會降低開采工作的效率，有效地解決了頂板處理的相關問題，為煤炭開采工作的安全性提供了保障，充分保障了工作人員的生命安全。

4 兩巷斷頂法安全管理方案的應用措施

對于機頭位置出現冒落的問題，在將兩巷斷頂法進行運用之后，機頭位置的冒頂問題得到了緩解，同時相應的處理措施比較及時，同時頂煤出現的冒落體積下降，通常不會出現大面積冒落的現象。對于機尾位置出現的冒落問題，通常在中部區域的頂煤會出現不均勻冒落的問題件，體積也想對較大。在經過測試了解后發現，冒落塊度值和懸頂的距離值存在一定的相互聯系，如果本身的懸頂距離比較大，那么冒落體積會增加，反之，則冒落體積會減小。由此可見，相關的煤礦安全管理工作人員需要關注兩巷斷頂法安全管理方案的應用，在實際工作過程中發揮出其巨大的實用價值，為煤礦生產安全性能的提升奠定基礎。

5 綜放工作面

在進行縱放開采期間，首先一定要對比放煤的工藝，綜合考慮采面回采率、日產量、煤質等不同因素。在開展工作面的初采和收尾工作時，一定要具有強化支護的意識，嚴格按照循環進度將單體支柱進行前移操作，及時支護頂板，移架控制頂板等。如果工作面出現來壓預兆的時候，就需要放頂小組工作人員強化跟班檢查，以掌握工程的質量強化之后，并隨時匯報來壓的情況，如果發現問題要采取有效的措施，在移架期間，工作面的支架要應用本架操作，實行跟機自動化和單架手動操作相結合的方式，才可以實現有效的控制。具體的要求如下：首先，開啟跟機自動化控制后，在一般情況下只能允許機組工進入到跟機自動化操作區域。其次機組工作人員一定要注意頂底板的條件和跟機自動化的動作情況，如果遇到頂板的破碎常見問題時，要提前進行人為干預進行有效處理。最后，工作人員如果發現有安全事故隱患時，一定要按下暫停按鈕停止跟機自動化。如果出現工作面頂板破碎、地質構造與煤幫、滾幫增大問題時就需要工作面實行單架手動操作。

6 結束語

隨著人們安全生產意識的強化，煤礦安全工作人員對煤礦安全生產的關注程度逐漸提升，對煤礦安全問題出現的原因進行剖析，尋找根本的原因，同時對不同形式的安全管理方案進行對比分析，從中選擇與煤礦生產企業匹配程度比較高的兩巷斷頂法安全管理方案，這將會極大地提升煤礦開采工作的安全系數，從側面提升企業的經濟效益水平。

參考文獻：

[1]劉志斌.采煤工作面頂板安全管理問題分析[J].江西化工，2020（01）：196-197.