煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)分析

韓克程 闞竹祥 劉亞楠

（1.汶上義橋煤礦有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)寧 272100 2.山東煤礦安全監(jiān)察局魯西監(jiān)察分局，山東 濟(jì)寧 272100）

當(dāng)前，煤礦生產(chǎn)、管理人員對采掘工作安全重視程度不夠，導(dǎo)致煤礦企業(yè)意外事故頻發(fā)。加強(qiáng)綜采工作面頂板管理，可以有效提高煤礦采掘效率，保障人員人身安全。

1 工作面頂板含義

頂板是煤礦采掘現(xiàn)場位于煤層上方的巖層，頂板面積會(huì)隨著采掘的不斷深入而擴(kuò)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(jù)巖層厚度，巖層屬性。

采掘的不斷深入會(huì)帶來一系列安全問題，其中最危險(xiǎn)的是頂板冒落。采掘工作之前，煤礦應(yīng)針對采掘過程中可能會(huì)發(fā)生的事故，制定相關(guān)對策，保護(hù)采掘人員的人身安全，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 煤礦綜采工作面頂板事故原因

煤礦綜采工作面頂板發(fā)生冒頂?shù)脑蛑饕校?/p>

（1）多種因素造成的頂板上部壓力過大。工作面頂板具有一定的承載能力，但其承載能力是有上限的，一旦壓力超過頂板承受上限，會(huì)使頂板直接破裂，發(fā)生冒頂，造成人員傷亡或設(shè)備損失。

（2）液壓支護(hù)選擇不合理。在開采過程中，生產(chǎn)人員一般會(huì)選擇使用液壓支護(hù)，支撐綜采工作面兩端。如果選擇的液壓支架承載力不足，會(huì)導(dǎo)致綜采工作面下塌，發(fā)生冒頂。如果液壓支架設(shè)置不合理，不能正確支撐起綜采工作面，同樣會(huì)導(dǎo)致頂板塌陷。這種情況的產(chǎn)生，大多是由于操作人員缺乏相關(guān)理論知識。

（3）地理?xiàng)l件惡劣。煤礦一般在山區(qū)，山區(qū)的環(huán)境相比城市環(huán)境更加復(fù)雜，開采過程中容易遇到斷層或其他環(huán)境因素。地理?xiàng)l件復(fù)雜，很多手段無法施展，容易發(fā)生頂板冒頂。

（4）生產(chǎn)人員安全意識不足，專業(yè)素質(zhì)差，操作不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致冒頂。

3 煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)分析

3.1 合理選擇液壓支架

液壓支架是保障開采工作順利進(jìn)行的重要條件之一，選擇合理的液壓支架，可以保障綜采工作面的穩(wěn)定性。在選擇過程中，主要考慮三方面因素：

（1）液壓支架型號

液壓支架型號關(guān)系到其承載力，應(yīng)合理選擇液壓支架的承載力。在選擇液壓支架型號時(shí)，可以采取兩種辦法進(jìn)行判斷：①巖重法。將不同重量的巖石放在液壓支架上，通過巖石重量測量出液壓支架支撐上限。②實(shí)際測量法。將液壓支架放在施工現(xiàn)場，通過液壓支架承重?cái)?shù)據(jù)確定巖石噸位，從而對液壓支架進(jìn)行合理的選擇。

（2）液壓支架高度

開采過程中，不同的開采位置液壓支架需要的高度不同，且開采高度會(huì)隨著開采進(jìn)度發(fā)生改變，因此必須要考慮液壓支架高度對工作面的影響。數(shù)據(jù)測量必須精確，稍有差池，都有可能造成冒頂現(xiàn)象。采掘人員要根據(jù)實(shí)際施工情況合理選擇液壓支架高度。

（3）液壓支架結(jié)構(gòu)

開采位置不同，面臨的開采環(huán)境也不同，需要根據(jù)面臨的實(shí)際環(huán)境，選擇合適的液壓支架結(jié)構(gòu)。主要有以下幾種要求：①保障工作環(huán)境通風(fēng)順暢。在選擇液壓支架時(shí)，必須觀察看其是否影響通風(fēng)。②確保液壓支架底座面積較大，底座壓強(qiáng)低于底板。壓強(qiáng)過高，液壓支架很有可能陷入底板之中，影響煤礦開采；底座面積較小也會(huì)導(dǎo)致液壓支架下陷。③防止液壓支架在使用過程中滑動(dòng)。如果因?yàn)榈乩憝h(huán)境造成液壓支架滑動(dòng)，會(huì)影響頂板支撐的穩(wěn)定性，影響工作人員安全開采。

3.2 巷道支護(hù)技術(shù)

綜采過程中的巷道支護(hù)技術(shù)會(huì)影響工作面的安全開采。如果開采環(huán)境平穩(wěn)通暢，工作人員可以在頂板上打錨桿，進(jìn)行頂板支護(hù)。如果開采環(huán)境不規(guī)則，要進(jìn)行巷道支護(hù)時(shí)，需要鋪設(shè)完整的支護(hù)網(wǎng)架。隨著開采位置不斷變化，開采通道壓力、巷道結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生改變。因此在采掘工作開始之前，為了保障開采工作的穩(wěn)定進(jìn)行，需要對巷道進(jìn)行支護(hù)。設(shè)置的支護(hù)體系應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3.3 頂板注漿加固技術(shù)

為了保障采煤工作的穩(wěn)定性，運(yùn)用頂板注漿加固技術(shù)，可以保障周圍巖石的穩(wěn)定。頂板注漿加固技術(shù)讓周圍頂板內(nèi)部充實(shí)，從根本上避免冒頂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.4 斷層頂板支護(hù)

在開采過程中，頂板經(jīng)常會(huì)遇到斷層。如果遇到這種情況，要及時(shí)進(jìn)行有效處理，迅速將支架移動(dòng)到合理位置，保證工作環(huán)境安全。此外還需要及時(shí)做好支護(hù)，避免出現(xiàn)頂板脫落現(xiàn)象。對斷層頂板的支護(hù)，可以采取以下幾種方法：

（1）在進(jìn)行煤礦切割之前。對綜采工作面頂板進(jìn)行預(yù)處理，避免因?yàn)殚_采出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。

（2）用木錨桿對煤層起到加固作用。這種方法不適用于所有情況，對于硬度和壓力較大的煤層，可以將木錨桿放到其中進(jìn)行加固。

（3）控制煤礦開采過程中的高度。合理的采高，能夠保證采礦工作的正常運(yùn)行。如果采高過高，會(huì)導(dǎo)致支架無法接觸頂板，出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。

4 結(jié)語

在煤礦開采過程中，如何減少意外事故發(fā)生概率，保障工作人員生命安全，提高煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，一直都是所有人關(guān)注的重點(diǎn)。本文針對綜采工作面頂板管理技術(shù)進(jìn)行了分析，如何將這些技術(shù)合理、有效地運(yùn)用到實(shí)際情況當(dāng)中，還需要所有工作人員的共同配合，需要煤礦管理人員對綜采工作面頂板管理的高度重視。