煤礦采掘工作面頂板管理的問題研究

張威 王政偉 楊勇

摘 要：安全生產(chǎn)是煤礦井下作業(yè)的重中之重。面對近年來發(fā)生率較高的煤礦頂板事故，必須加強(qiáng)對采掘工作面頂板的管理。從煤礦安全管理方面著手，分析煤礦采掘工作面頂板管理問題，總結(jié)對策，有效提升煤礦生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)；采煤；采掘；工作面；頂板管理；問題

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：約有40%左右的煤礦井下事故是因頂板事故引發(fā)的。故此，我們必須強(qiáng)化對煤礦井下采掘工作面頂板的管理力度，確保井下安全生產(chǎn)。煤礦井下采掘工作面頂板管理一直以來都是煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，針對頂板進(jìn)行高效、合理、科學(xué)管理是提升煤礦安全生產(chǎn)管理的重要舉措。

1 強(qiáng)化對采掘巷道以及采掘工作面頂板的管理

以安全生產(chǎn)為主旨出發(fā)強(qiáng)化對采掘巷道以及采掘工作面頂板的管理，根據(jù)頂板管理的要求，下文我們主要從以下四個方面進(jìn)行探討采掘工作面頂板支護(hù)管理的方法：

其一，多選用卡環(huán)式或者可調(diào)式的工字鋼支架，卡栓式拱形金屬支架為首要選擇，至于錨噴支護(hù)的選擇方面，多考慮選用錨桿與螺母相連接的吊環(huán)式。

其二，在巷道掘進(jìn)迎頭時均使用前探梁，除外硬質(zhì)巖石。按照種類劃分，前探梁主要被分為一梁三環(huán)式、一梁二環(huán)式以及吊掛式，在實際井下應(yīng)用中，以一梁三環(huán)式和一梁二環(huán)式為主。

其三，在管理泥巖巷道頂板中，根據(jù)錨桿的長度以及巷道的穩(wěn)定性，在與掘進(jìn)頭相隔30米位置處設(shè)置一個約為0.5-1.2米的松動范圍，于泥炭質(zhì)頁巖巷道附近設(shè)置1.2-2.0米的一個松動范圍，在砂巖巷道掘進(jìn)頭10米位置處設(shè)置一個1.0-1.2米的松動范圍，在距離石灰?guī)r巷道70米位置處設(shè)置一個約為0.4米的松動范圍，并確保上述錨噴巷道的錨桿固力維持在20-40kN。

其四，無論是軟巖巷道還是硬巖巷道，都適合“小三”和光爆錨噴支護(hù)技術(shù)。尤其是在引入錨梯形鋼筋梁、錨網(wǎng)等支護(hù)材料以及在小藥卷、小錨桿和小鉆頭技術(shù)的共同作業(yè)下，煤礦采掘巷道頂板的管理效率都有了顯著的提升。

2 強(qiáng)化對煤礦采掘工作面棚頂頂板的管理

就當(dāng)前我國煤礦企業(yè)對采掘工作面棚頂頂板的管理來看，方式方法頗多，在管理研究方面也逐漸深入，最常見的做法便是根據(jù)端面距離的長短以及煤層頂板的高度來確定可靠性更高的支護(hù)措施。在端面與頂板之間的距離相隔1米時，一般采取臨時鉆眼插鋼針的方法強(qiáng)化棚頂工作。對采掘機(jī)頂棚進(jìn)行支護(hù)時一般是端面距離與冒落高度超出了安全允許值，此時需要強(qiáng)化對“零皮”的預(yù)防，以免對人體造成危害。在煤礦防冒落工作時，必須先從冒落區(qū)的一側(cè)出發(fā)，于輸送機(jī)擋煤板的外側(cè)設(shè)置工字鋼梁，在這里要注意，設(shè)置的高度必須要與采高相同；于冒落區(qū)的另一側(cè)則需要頂住煤壁，并進(jìn)行敲幫問頂，以便于有效掌控頂板驟增的壓力幅度。此外，還需要于懸臂梁的煤壁附近預(yù)先放置平行于煤壁的長方木，長方木的高度應(yīng)該以置頂高度為參照，與煤壁平行的高度上搭設(shè)一層長方木。為了避免頂板發(fā)生二次冒落事故，需要于煤機(jī)軌道內(nèi)部搭接單體液壓支柱，對鋼梁和木料的支護(hù)效果加以強(qiáng)化。在支撐假頂時，需要于煤壁與前探梁緊貼著的方木上插入鋼針，鋼針的針距約為0.5-0.7米，以鐵絲作為輔助加固強(qiáng)化。

3 強(qiáng)化對局部厚煤層部位的頂板管理

在煤礦井下采掘工作中，要特別重視對局部厚煤層的支護(hù)作業(yè)，尤其是在煤層采掘的高度逐漸增大，與此同時采場礦壓也出現(xiàn)明顯變化的情況下。煤巖層之間發(fā)生下降、離層、頂板壓力以及煤巖層出現(xiàn)不穩(wěn)定時會給頂板造成不容忽視的壓力，很容易出現(xiàn)冒落事故。所以，在回采支護(hù)局部厚煤層時，支撐能力卓越的支護(hù)措施是較為理想的選擇，此支護(hù)方式會有效規(guī)避煤壁片幫現(xiàn)象。對構(gòu)造帶兩側(cè)進(jìn)行有效支護(hù)是目前較為常用的支護(hù)方式，主要優(yōu)勢是便于操作，相對較為穩(wěn)定，能夠滿足大范圍大支撐力。在局部厚煤層回采支護(hù)中，木垛支護(hù)方式應(yīng)用較為普遍。木垛支護(hù)方式因其超強(qiáng)的實用性、操作較為簡單以及較大的支撐面積受到了極大的歡迎。在煤礦井下采掘中，隨著采掘高度不算攀升，會對礦壓造成一定的影響。隨著支柱高度不算升高，支柱的穩(wěn)定性也會受到影響，尤其是當(dāng)支柱的中心位置產(chǎn)生變化時，整個煤層頂板很容易受影響。所以我們強(qiáng)調(diào)結(jié)合局部厚煤層的實際情況來選擇更加合適、科學(xué)的支護(hù)方式，來保證采掘作業(yè)安全、順利進(jìn)行。

4 強(qiáng)化對煤層頂板穩(wěn)定性的管理

在煤礦井下開采作業(yè)中，必須將安全放在首位。重視對煤層頂板穩(wěn)定性的管理，貫徹執(zhí)行國家在煤礦采掘工作面頂板管理中的相關(guān)規(guī)章制度，從大局出發(fā)，把控好“三個環(huán)節(jié)、兩個質(zhì)量”的作業(yè)要求，以安全生產(chǎn)為最終目標(biāo)，堅決遵守相關(guān)規(guī)定，切實做好頂板支護(hù)工作。要重視初次放頂工作面的支護(hù)工作，在作業(yè)現(xiàn)場強(qiáng)化頂板管理的重要性，提升職工的認(rèn)知意識，不斷加強(qiáng)對頂板動態(tài)信息的檢測工作，堅持以預(yù)防為主，堅決落實防范措施，以免發(fā)生冒頂事故。在煤礦采掘作業(yè)時，當(dāng)對工作面進(jìn)行特殊支護(hù)作業(yè)時，必須確保超前支護(hù)工作、切頂支護(hù)工作、貼幫支護(hù)工作以及端頭出口支護(hù)工作均符合相關(guān)規(guī)定要求，必須保證其安全性。在煤礦采掘作業(yè)中，當(dāng)后期進(jìn)行定期檢查和核定質(zhì)量時，必須要認(rèn)真、仔細(xì)，進(jìn)行精細(xì)化管理，不放過任何一個細(xì)小的環(huán)節(jié)，確保質(zhì)量合格，支護(hù)結(jié)實牢靠、穩(wěn)固整齊，能夠切實發(fā)揮支護(hù)作用。以免出現(xiàn)問題引發(fā)安全事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全健康損害，給企業(yè)乃至社會帶來惡劣的影響。

5 結(jié)語

強(qiáng)化煤礦采掘工作面的頂板管理是煤礦企業(yè)進(jìn)行后續(xù)管理的必要條件，同時也是確保煤礦企業(yè)安全、順利、穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。在煤礦采掘工作面頂板管理中，要重視構(gòu)建安全責(zé)任制度，強(qiáng)化監(jiān)管，從制度上保證各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間配合有序，確保應(yīng)急預(yù)案的科學(xué)、合理，保證出現(xiàn)問題能夠第一時間得到解決，確保生產(chǎn)工作順利進(jìn)行。

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