煤礦綜采工作面頂板管理技術分析

王子召 謝亞濤 胡貴生

摘要：煤礦企業歷來是高風險行業，自古以來災害事故頻發。隨著科學技術的不斷進步，開采水平也在不斷提高，但仍不能完全控制安全事故的發生。近年來，礦山頂板事故發生率占比較高，開采過程中這是最重要的危險源，煤礦企業都必須采取相應措施。這種事故發生在煤礦職工作業時，一旦發生事故，將造成嚴重人員傷亡和巨大經濟損失。

關鍵詞：煤礦開采;頂板事故;頂板管理

引言：因為煤炭的采掘工作通常是在地下開展的，地下的各種因素和環境條件決定了其擁有復雜的特性，這也是礦難多發的重要原因，在礦難發生時不但會讓煤礦公司在經濟上受損，還會嚴重威脅到礦工的生命安全。所以，只有將頂板的治理工作實施好，才能在最大程度上提升煤礦生產的安全性。為了使頂板擁有較高的穩固性，就必須利用對應的技術對頂板中出現的問題加以處理。

1綜采工作面頂板事故原因分析

1.1冒頂事故的原因

冒頂事故是煤礦頂板事故中最為常見的一種事故，多表現為工作面頂板呈碎石狀落下，填滿工作空間。通常情況下，冒頂事故的危害較小，只發生在局部區域。但在一些地質構造區域，冒頂還可能引發其他事故，若在陷落柱出現冒頂事故，則很可能會出現嚴重突水，導致工作面被淹。冒頂事故多是由支護不善或采取的安全措施不夠引起的，例如，工作面前方空頂距沒有控制好，就很容易發生冒頂事故。此外，若液壓支架的工作阻力設定過大，則會對頂板施加一個較大的作用力，導致頂板被擠壓破壞而發生冒頂。

1.2液壓支架選擇不合理

在進行綜采時，總會有突發狀況的出現，從而出現安全事故問題。所以，在進行煤礦開采的過程中要使用液壓支護來維護綜采工作面，但是不合理的液壓支架的選擇使煤礦綜采工作面極易出現事故問題，在進行開采時，大多數作業工人沒有足夠關注到礦井通風和壓力問題，也沒有足夠的重視到液壓支架的重要性，不合理的支架選擇還有可能造成支護坍塌的情況，礦下作業的安全性得不到充足的保證，會有一定安全隱患的存在。

1.3惡劣的地質環境

煤炭開采通常發生在煤炭資源豐富的山區，這些地區的地質環境比城市的地質環境更為復雜。在煤礦開采過程中，會有更多的地質干擾，這會導致頂板問題。

1.4工作人員專業素質和安全意識不足

由于現代社會的持續發展，致使市場經濟的競爭越來越激烈，其中一部分煤礦企業眼光狹隘，只注重眼前利益，沒有對煤礦開采的工作人員的專業素質能力以及安全意識教育引起足夠的重視，從而導致一些工作人員在開展開采作業時不能遵守相關規章制度，忽略了開采作業時的安全性問題，從而造成頂板事故的發生。

2工作面頂板含義

頂板是煤礦采掘現場位于煤層上方的巖層，頂板面積會隨著采掘的不斷深入而擴大。頂板一般分為三種：偽頂、直接頂以及基本頂。這三種頂板劃分是依據巖層厚度，巖層屬性[1]。

采掘的不斷深入會帶來一系列安全問題，其中最危險的是頂板冒落。采掘工作之前，煤礦應針對采掘過程中可能會發生的事故，制定相關對策，保護采掘人員的人身安全，提高企業的經濟效益。

3改善綜采工作面頂板管理的措施

3.1加強地質勘探

很多情況下，煤礦頂板事故的發生與煤層的地質構造存在很大的關系。在一些地質構造區域，巖體通常比較破碎，例如陷落柱、斷層等。在這些區域進行開采時，很容易發生冒頂事故。對于巖體破碎區域，可通過地質勘探來發現。雖然在開采前煤礦已對開采區域的煤層地質構造進行了詳細勘探，但是多采用的是鉆探方式，很難勘探到一些巖層破碎區域。為此，在煤層開采前還需要采用一些物探方法加強勘探，特別是工作面中存在的一些孔洞、破碎區域。在確定有破碎區存在后，需要采用鉆探的方式估算破碎區域或孔洞區域的范圍，從而做好開采的安全措施。通過加強地質勘探，就能大幅度減少煤礦頂板事故的發生。當通過這些區域時，可在液壓支架上方鋪設1層金屬網，這樣就能有效控制頂板破碎引起的冒頂事故[2]。

3.2科學進行工作面的布置

在設計礦面頂板的時候，要進行全方面因素的考慮，并對整體的具體情況進行有效綜合，進而對礦面頂板進行設計，由于地區不同礦區的地理位置也不完全相同，這個時候每個礦層也會有不同的具體情況，存在一定的差異，為了能根據不同礦面的頂板而進行有針對性的設計，要對當地實際情況進行相關考察，同時在進行施工當中，礦山的巖層也要進行特別注意，避免出現山體坍塌等一些自然災害，在施工過程中對于事先制定好的工作計劃要嚴格執行，同時做好安全措施，整個施工中都要把安全放在首位，在進行整體的礦面布置時，安全逃生通道是首先要預留出來的，同時還要進行通風口的保留，防止出現有害氣體的泄露而威脅到工作人員的生命安全，通常情況下，要具備相關人員的指導以及有經驗的工人所描述的具體方法，通過兩者結合進行施工。另一方面，科學合理的布置整個礦面，從而有助于后續工作的順利進行。根據上述方法，使整個工程的安全性都得到了有效的提高，保證相關工作人員的生命安全，即使在意外發生的時候，工人也能以最快的速度逃生，這種保障技術被經常運用到煤礦開采作業當中。

3.3液壓支架的合理選擇

液壓支架是礦山安全順利開采的重要前提之一。液壓支架的一個有效的選擇是綜采工作面的穩定性，在選擇過程中要考慮這三個因素：①液壓支架的類型取決于其承載能力，因此應選擇合理承載能力液壓支架。液壓支架的選擇我們可以選擇將不同重量的石塊放在液壓件上，液壓支架的承載重量在支架的上限處測量;也可以選擇通過現場檢查局部液壓支架結構的承載能力數據，確定支撐噸位，選擇合適的液壓支架。②在開采過程中，要求液壓支架的高度隨開采位置的不同而變化，開采水平隨開采的發展而變化。因此，在進行數字化測量的同時，必須考慮液壓支架高度對工作面的影響。③液壓支架結構的位置不同，開采也因實際環境的不同而不同，選擇合適的液壓支架主要要求包括三點：第一，選擇液壓支架，確保其不得影響通風。第二，確保液壓支架底座面積大，壓力低于底板承壓力。當壓力過高時，液壓支架在采煤時會粘在底板上;當底座面積較小時，液壓支架會懸翹起來。第三，防止液壓支架在使用過程中滑動。如果液壓支架由于地理環境的影響而發生滑動，將影響液壓支架的穩定性和采掘人員的安全[3]。

3.4改變采煤方式

在很多情況下，煤礦頂板事故多是由巖層運動引起的。若能控制巖層的運動，則能有效控制煤礦頂板事故。隨著采煤技術的不斷革新，煤礦開采強度增加，導致開采過程中對巖層的擾動也增加，例如綜采放頂煤技術、大采高技術的應用。為此，可對采煤方式進行改變。可采用充填采煤法，即將煤層采出后，采用其他材料填滿采空區，這樣就可以控制采空區的變形。也可采用條帶式采煤方法、房柱式采煤法等。這些采煤方法可極大地簡化綜采工作面的頂板管理過程[4]。

結束語：綜上所述，如何降低煤礦安全事故的發生率、保障職工的生命安全、提高煤炭工業的經濟效益，是煤礦安全生產的重點。對綜采工作面頂板管理技術進行分析，將技術和裝備、培訓結合起來，有效地應用到實際工作中，對保護綜采工作面人員和綜采工作面頂板的管理具有重要意義。

參考文獻：

[1]楊永吉.關于煤礦綜采工作面頂板管理技術探析[J].內蒙古煤炭經濟，2019（23）：51-52.

[2]郜勤勤.古書院煤礦綜采工作面頂板控制技術分析[J].江西煤炭科技，2019（02）：90-92.

[3]李軍.淺談煤礦綜采工作面頂板管理技術[J].民營科技，2018（05）：174.

[4]李梅.淺談煤礦綜采工作面頂板管理技術[J].科技資訊，2018，16（14）：56-57.