煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法探析

摘要：煤礦采掘大部分是在井下進行的，井下環境的不確定性給煤礦采掘帶來了許多安全隱患，采掘過程中重大安全事故時有發生。據統計，在所有的煤礦采掘安全事故中，由頂板問題導致的安全事故占總數的40%左右。由此可見，加強對頂板的規范化管理是降低煤礦采掘事故發生率的重要手段。基于此，本文對影響煤礦采掘工作面頂板安全性的因素進行了分析，并據此提出了一些在頂板管理方面的建議，以期為提高煤炭采掘工作的安全性做出貢獻。

關鍵詞：煤礦采掘;工作面;頂板管理;事故;處理方法

頂板是指在井下采煤過程中，覆蓋于煤層之上的巖石層。由于我國大多數煤礦采掘工作都是在井下進行的，對于頂板的管理幾乎成為了煤礦采掘過程中必須要進行的一項工作。而井下相對不可控的工作環境，給煤礦采掘工作面的頂板管理工作帶來了不小的難度。很多煤礦采掘團隊都因為對頂板的管理不當，而造成了一系列重大的安全事故。鑒于此，煤礦企業應當加強對煤礦采掘工作面頂板的管理力度，以避免因為頂板問題而導致的安全事故。

一、造成煤礦采掘工作面頂板事故的原因

（一）地質因素

在井下進行的煤礦采掘工作，難免會受到地質環境的影響。有時在開采過程中會碰到一些比較松軟的地質，這些地質抵抗壓力的能力較差，便很容易發生垮塌而對采掘過程造成影響。比如，有些煤礦采掘工作面的頂板結構比較輕薄，抗壓能力差，在受到外界影響時便很容易出現整片的坍塌。還有一些頂板由于當地地質的影響而具有較多的裂隙，這些裂隙會導致大量游離巖塊的出現，對頂層結構的穩定性造成巨大的影響。這些游離巖塊的出現還在一定程度上增加了回柱工作的難度，并且當游離巖塊隨著回柱工作而移動時，頂板的穩定性會再一次受到影響。

（二）支架結構影響

在煤礦采掘工作面活動時，還要安裝一些支護結構來增加頂板的抗壓能力，避免因為冒頂而引發的安全事故。而當選取的支架材料不符合標準時，比如支架的支撐密度不足、可縮量程度小等，便會對支架結構的穩定性造成影響。當頂板壓力較大時，這些支架結構便會因為承壓能力不足而發生倒塌，從而引發一系列的安全事故。還有一些支架因為搭建結構的問題，也會出現不穩定的現象。比如有些工作人員會誤將柱腿架設在松軟的煤層之上，便極易受到外界因素的影響而發生倒塌。因此，關于支架的使用一定要嚴格按照國家規定的安全標準進行選取，并且要合理設計支架的安全結構，保障其穩定性。

（三）巷道掘進過程

在井下工作本身就具有較大的危險性，而在巷道掘進過程更容易因為一些小的偏差而造成大片巖土的坍塌，引發不可挽回的安全事故。在巷道采掘過程中，頂板以及周圍巖壁會受到機器采掘的影響，而與頂板及巖壁相連的一些結構不穩定的巖塊便很容易發生掉落。倘若進行采掘的工作人員沒有做好充分的支護措施，便很容易被掉落的巖塊砸傷。

（四）片幫現象的影響

片幫現象是指在回采工作進行后，大量采空區的出現使得頂板壓力無從依附而向周圍的煤壁轉移，而煤壁因為超負荷而導致局部或大片的碎裂煤流向采空區。片幫現象對人員和機器的正常運行造成了阻礙，同時一些較大的煤塊還會刮傷運行的采掘機器，大大影響了采掘工作的正常進行。當片幫現象較嚴重時，頂板的斷面會形成大量的空洞區，這些空洞區的出現大大影響了頂板結構的穩定性。

二、煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法

（一）完善穩定煤層頂板安全管理

在相對穩定的煤層進行采掘工作時，也不能忽視對工作面頂板的安全管理，杜絕“空頂工作”現象的出現。在進行煤礦的爆破工作時，要做好充分的準備，提前對周圍10m范圍內的地形環境進行排查，避免一些不確定因素而給爆破工作帶來的安全隱患。在爆破完成后，工作人員要第一時間進行支架的安裝工作，最大程度的降低暴漏在空頂下的時間。關于支架的選取一定要嚴格按照國家標準，選擇抗壓力強、結構穩定的支架材料，同時要根據工作面的地形條件設計合理的支架結構，保障支架的穩定性。并且還要對頂層支架的穩定性進行定期的檢驗，出現安全問題時要及時進行修補措施，杜絕任何安全隱患的遺留。

（二）加強對厚煤層頂板安全管理

在我國的煤礦儲備中，厚煤層占有不小的比重，在煤礦采掘工作時也時常會碰到較厚的煤層。這類煤層由于厚度較大，工作面頂板承受的壓力也較大，很容易出現煤巖分離的現象。煤巖的分離會使得煤壁對頂板的支撐力下降，對頂板的穩定性產生了影響。因此，為了保障在厚煤層采掘工作的安全進行，要對工作面的支架結構進行加固，以增加其抗壓能力。木垛支護具有支護范圍大且不易受到開采高度影響的特點，且操作相對簡易，是煤礦采掘過程中常用的一種加固支護的方式。在實際的采掘要根據煤層的實際情況，選取合適的支護方式，以對采掘過程起到安全保障。

（三）加強對掘進面和巷道頂板的安全管理

巷道掘進過程容易對周圍的巖壁產生影響，嚴重時還會引發一系列的安全事故。而技術上的不規范通常是引發巷道掘進過程安全事故的重要原因，因此，在進行巷道掘進時，要對操作技術進行嚴格的規范。一方面要選取具有較高技術水平和經驗老道的工作人員來指導巷道掘進工作，以保證操作技術的正確性。另一方面要對掘進技術進行改善，“三小”光爆噴錨技術在較硬或較松軟的巖石地質下都適用，因此要在巷道掘進過程積極推廣該技術。同時，還要根據巖層的軟硬特點及時預留出一定的松動范圍，并且將錨固力嚴格規范在20～50kN的行業標準內，最大程度保障掘進工作的安全性。

三、結束語

隨著經濟和工業的發展，關于煤礦采掘的技術取得了巨大的進步，但在管理方面還存在著不小的問題，嚴重影響著煤礦采掘工作的安全性。特別是對工作面頂板的管理，其管理不當是引發煤礦采掘安全事故的重要原因。因此，煤礦企業要加大對工作面頂板的管理力度，以更加有效的管理方式降低頂板的安全隱患，從而保障煤礦開采過程的安全進行。

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作者簡介：

雷亞勇（1972.11-），男，漢，籍貫：陜西澄城，學歷：大學本科，職稱：安全副總經理，研究方向：煤礦開采技術及生產管理。