淺析煤礦采掘工作面的頂板管理問題及有效對策

賈紅衛(wèi) 李興柱

摘要：煤礦開采中最常見的是采煤工作面頂板事故，加強采煤工作面頂板管理，對促進煤礦安全生產(chǎn)、減少事故發(fā)生具有重要意義。文章首先分析了煤礦頂板事故的原因，然后探討了加強采煤工作面頂板管理的有效措施，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦采掘；工作面；頂板管理；問題；有效對策

煤礦采掘工作的安全問題一直以來都是行業(yè)內(nèi)迫切關(guān)注的問題，為有效的實行煤礦采掘工作，防止工作面頂板安全事故，要求煤礦采掘單位必須以安全生產(chǎn)、安全操作為原則，進一步加強對工作面板的管理。促進安全操作、安全生產(chǎn)，保證井下作業(yè)的安全性與高效率，從而推動煤礦事業(yè)的發(fā)展。

1 煤礦采掘工作面頂板管理問題分析

1.1煤壁周圍環(huán)境因素

從地質(zhì)條件看，煤礦一旦發(fā)生原生的裂縫并產(chǎn)生影響，煤層面頂應(yīng)力作用就會變得十分復(fù)雜，進而導(dǎo)致煤層的游離巖塊增加，直接影響煤礦采掘工作。在進行炮采時煤層很容易發(fā)生松動，不牢靠的煤層就會發(fā)生崩塌，導(dǎo)致煤層層頂壓力過大，而支護不牢固，煤層自身強度不足就會發(fā)生頂板事故。因此，地質(zhì)條件其實是煤礦采掘工作中的一個重要影響因素。

1.2地下水的因素

地下水的相關(guān)運動以及相關(guān)巖層結(jié)構(gòu)中含水量的高低同樣也會對于煤礦采掘工作面頂板產(chǎn)生較大的干擾，其最為常見的影響機制就是容易帶來巖塊滑落并且導(dǎo)致頂板出現(xiàn)冒落現(xiàn)象，同時也會降低巖石的強度，導(dǎo)致工作面的穩(wěn)定性和安全性受損，同樣也需要進行詳細的勘察分析。

1.3工作面因素

煤礦采掘過程中要根據(jù)現(xiàn)場具體的條件設(shè)置支護機構(gòu)，采煤機機頭和機尾的位置要經(jīng)過嚴(yán)密的計算才能被設(shè)定，同時要控制好人員在支護機構(gòu)中的活動范圍和活動速度。假設(shè)活動范圍超出支護機構(gòu)的保護范圍，整個礦井的頂板會發(fā)生松動，如果頂板本身巖層比較脆弱會直接垮落，造成頂板事故。很多煤礦采掘作業(yè)中施工人員對工作面兩端接頂?shù)奈恢秒y以掌握，為了提高安全必須保障支護機構(gòu)的安全范圍。

1.4冒頂?shù)囊蛩?/p>

在煤礦的采掘過程中， 巷道掘進工作是一直在進行當(dāng)中的。 但是在新巷道掘進過程中， 如果說采用的工藝或者是方法不恰當(dāng)， 則會導(dǎo)致連接處發(fā)生冒頂。 煤礦采掘最大的特點就是頂板下沉速度隨著煤礦采掘速度變化， 部分企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率， 會加大煤層開采速度， 進而加快頂板下沉速度。只要頂板出現(xiàn)數(shù)量過多或巖石體積過大的情況， 就會造成工作面支架不穩(wěn)定， 煤層整體穩(wěn)定性就會受到影響， 頂板出現(xiàn)冒頂?shù)默F(xiàn)象， 就會造成冒頂事故。

1.5巷道連接因素

針對一些煤層的直接頂存在原生裂縫和構(gòu)造采動等現(xiàn)象，這種結(jié)構(gòu)往往都會出現(xiàn)相互交錯的裂縫，從而形成多種形式的游離巖塊。而冒頂現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，也正是在井下的支護或者爆破環(huán)節(jié)中，因支護不牢固或者有所傾斜，從而導(dǎo)致煤邦周圍頂上的壓力過大，最終被壓塌。而如果煤層自身沒有較高強度的片幫抵抗力，空間支護能力就會逐步降低最終導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生。

2 煤礦采掘工作面頂板管理的有效措施

2.1強化事前調(diào)查與預(yù)防

事前調(diào)查以及預(yù)防工作是有效處理頂板管理問題的第一步， 要想做好煤礦采掘工作面頂板管理首先需要對所在地的地質(zhì)情況進行調(diào)查， 在充分了解采掘工作面頂板的應(yīng)力分布之后才能制定明確的預(yù)防控制方案。 通過頂板應(yīng)力分布的計算， 能準(zhǔn)確地把握采掘工作面頂板的狀況， 從而分析出采掘過程中頂板可能遇到的不利因素及可能發(fā)生的情況。 而對采掘工作面頂板應(yīng)力分布的調(diào)查和分析要做到動態(tài)化， 確保預(yù)防措施的科學(xué)性和實效性， 最大限度地減少頂板事故風(fēng)險。

2.2加強穩(wěn)定性，強化采掘工作面頂板管理

為了確保煤礦采掘的安全性和穩(wěn)定性，在進行煤礦采掘的頂板管理過程中，必須做好頂板工作面的有效管理，在開采過程中嚴(yán)格按照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行各個過程。在采掘工作面做好必要的防護措施，確保煤礦開采的質(zhì)量和效率。更為重要的是，在煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都必須貫徹落實安全生產(chǎn)的理念，確保各個細節(jié)的安全性，對頂板進行定期的檢查和維修，確保頂板的穩(wěn)定性。對于一些強度要求較高的頂板，應(yīng)當(dāng)增設(shè)一定的支護措施，并設(shè)置專門的檢查人員對頂板狀態(tài)進行定期的檢查。常用的支護措施是加大構(gòu)造帶兩側(cè)面積，這樣能夠有效地提高支撐面積，從而起到分散力的作用。這種方法操作簡單，穩(wěn)定性強，在實際工作中有廣泛的應(yīng)用。

2.3提高對頂板工作的技術(shù)管理

在對頂板的管理工作中應(yīng)該首先加強對煤層頂板穩(wěn)定性的管理。 為了確保安全生產(chǎn)， 對于井下挖掘工作面頂板要切實按照國家對于煤礦采集工作面的相關(guān)規(guī)定進行管理。 落實好“ 兩個質(zhì)量， 三個環(huán)節(jié)” 的管理要求。 并且依照相關(guān)規(guī)定， 做好工作面頂板支護， 同時做到定期進行頂板安全性， 穩(wěn)定性的監(jiān)測和維護， 確保頂板的牢固可靠。 對于一些特殊部位的特殊支護， 也要按照相關(guān)的管理規(guī)定和技術(shù)要求進行支護。

2.4提高工作人員的專業(yè)素養(yǎng)

煤礦開采要本著安全第一的目標(biāo)前行，提高工作人員的專業(yè)素養(yǎng)分為兩個層次，一是對領(lǐng)導(dǎo)層，領(lǐng)導(dǎo)層的決策關(guān)乎著工人們的安全，所以領(lǐng)導(dǎo)要加強自己的文化水平和專業(yè)知識，多向經(jīng)驗老道的工人請教，了解實際作業(yè)中可能出現(xiàn)的各種問題。二是對煤礦采掘工作的工人們要加強安全教育，提升他們的工作責(zé)任感和安全意識，定期展開安全教育培訓(xùn)，強調(diào)礦井安全注意事項，對工人反應(yīng)的每個問題及時解決，增加工人的安全意識。除此之外要多引進專業(yè)技術(shù)人才，讓煤礦采掘工作更靠譜。

3 結(jié)語

總而言之，煤礦的開采是我國經(jīng)濟發(fā)展的一大重要拉力，但是頻繁發(fā)生的煤礦事故也對經(jīng)濟和社會產(chǎn)生了巨大的損失。根據(jù)上述的分析，頂板事故的發(fā)生是有規(guī)律的，在采煤過程中必須遵循地質(zhì)條件等規(guī)律，以對冒頂事故進行防治，在采煤過程中，要加強安全監(jiān)督，全面提高工作人員的技術(shù)能力，并且對頂板進行定期的檢查和維護，將質(zhì)量、效益、安全并列放在第一位。做到對地質(zhì)、人員、設(shè)備的合理檢測、安排和利用，這樣才能有效防止發(fā)生頂板事故。

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（作者單位：銅川市耀州區(qū)白石崖礦業(yè)有限公司）