煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)分析

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（陽泉煤業(yè)集團和順新大地煤業(yè)有限公司 山西 032700）

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(huán)境條件決定了其擁有復(fù)雜的特性，這也是礦難多發(fā)的重要原因，在礦難發(fā)生時不但會讓煤礦公司在經(jīng)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(chǎn)的安全性。為了使頂板擁有較高的穩(wěn)固性，就必須利用對應(yīng)的技術(shù)對頂板中出現(xiàn)的問題加以處理。

1.煤礦綜采工作面頂板管理的內(nèi)容

我們國家在對煤炭資源進行采掘期間，使用最多的采掘方式中就包括了綜采技術(shù)，同時還會利用液壓支架對煤礦綜采工作面中的頂板進行支撐保護。地質(zhì)條件相對比較復(fù)雜，使得液壓支架的統(tǒng)一性就會很難得到保證，這就對煤礦企業(yè)提出了一定的要求，在選擇液壓支架時要依據(jù)實際情況進行合適的選擇，使煤礦開采的安全性得到有效保證。液壓支架存在的意義就是為頂板提供一定的支護力，進而操控頂板的變形。液壓支架的支護方式是被動的，這就說明，液壓支架的作用只有在圍巖發(fā)生變形時才會發(fā)揮出來。所以，要遵守一定的原則來進行液壓支架的選擇：第一，要求液壓支架要有較高的支護強度。在擇取液壓支架時，首要任務(wù)就是根據(jù)地下的作業(yè)深度與實際的地應(yīng)力狀態(tài)來明確適宜的工作阻力，從而為液壓支架的合理擇取提供重要的參考依據(jù)。第二，要保證液壓支架的支撐保護模式是適宜的。在對液壓支架進行擇取時，必須考慮其支撐強度是足夠的、支撐模式是合理的，同時還要保證支架高度的可調(diào)節(jié)性。在這兩個要求同時被滿足的情況下，才能有效管理綜采工作面的頂板，而在通過頂板管理綜采的工作面時，還有一個重要的內(nèi)容就是要處理采空區(qū)。因為我國進入了深部開采時代，所以處理工作面頂板就顯得尤其重要。要想使回采的安全性得到保證，工作面頂板就要在煤層回采之后進行及時的跨落，并有效的支撐起了采空區(qū)。煤層開采之后，液壓支架會出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，對頂板的支撐作用就會消失，由于礦山壓力的作用，頂板會出現(xiàn)破碎的情況。通常情況下，對于采空區(qū)頂板的管理經(jīng)常使用跨落法，也就是煤層開采之后采空區(qū)被破碎的頂板填滿。如果頂板又厚又堅硬且跨落難度大，就要進行強制放頂措施的實施。其中頂板注水、松動爆破水力壓裂等措施都是常用到的強制放頂措施。

2.煤礦頂板事故形成原因

(1)工作面布置不合理

煤礦普遍存在于地下，以前的技術(shù)條件相對比較低下，煤礦的地質(zhì)資料不能進行全面的掌握，綜采的工作面得不到科學(xué)的布置，在進行煤礦開采與掘進當(dāng)中，將原有煤礦層的壓力平衡狀態(tài)破壞了，從而使得煤礦頂板壓力受力不均，在回采工作面以及四周的巖體上也會受到不均勻壓力的作用。如果壓力超出一定的范圍，高于巷道或頂板的支撐力，輕微情況下會有頂板下沉的現(xiàn)象發(fā)生，嚴重情況下就會有頂板塌落、陷落柱、斷層、巷道壓垮等現(xiàn)象的發(fā)生，增加了煤礦開采安全事故的發(fā)生率，此外，在綜采作業(yè)進行期間，還會對上覆巖層中隔水層的性能帶來損壞或影響，進而在作業(yè)期間導(dǎo)致工作面中有水涌入，甚至完全淹沒在水中。

(2)液壓支架選擇不合理

在進行綜采時，總會有突發(fā)狀況的出現(xiàn)，從而出現(xiàn)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(xiàn)事故問題，在進行開采時，大多數(shù)作業(yè)工人沒有足夠關(guān)注到礦井通風(fēng)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(yè)的安全性得不到充足的保證，會有一定安全隱患的存在。

(3)井下放炮

打炮眼放炮是在進行煤礦開采的時候有時會用到的一種方式，如果打炮眼的過程中炮眼布置不合理，沒按規(guī)定進行布置，炮眼中存在了較多的火藥量，爆炸力相對比較大，導(dǎo)致支架崩倒，從而出現(xiàn)冒頂事故的發(fā)生。

(4)煤層在多種因素的影響下發(fā)生垮塌

在對煤炭資源進行采掘期間，如果產(chǎn)生塌陷問題，不但會砸毀采掘設(shè)施導(dǎo)致采掘工作停滯，嚴重時還會導(dǎo)致礦工重傷甚至死亡，最終給煤礦公司帶來巨大的經(jīng)濟損失。在煤礦采掘工作開始以前未能進行詳細的勘查和分析、檢驗和預(yù)防工作的實施未能依照規(guī)定執(zhí)行到位是導(dǎo)致垮塌事故產(chǎn)生的根本原因。

(5)工作人員專業(yè)素質(zhì)和安全意識不足

由于現(xiàn)代社會的持續(xù)發(fā)展，致使市場經(jīng)濟的競爭越來越激烈，其中一部分煤礦企業(yè)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(yè)素質(zhì)能力以及安全意識教育引起足夠的重視，從而導(dǎo)致一些工作人員在開展開采作業(yè)時不能遵守相關(guān)規(guī)章制度，忽略了開采作業(yè)時的安全性問題，從而造成頂板事故的發(fā)生。

3.煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)分析

(1)合理地進行打炮眼及放炮

在進行煤礦開采的綜采工作時，會運用到打炮眼放炮，在打炮眼以及放炮時要嚴格遵守“一炮三檢”制度，對于放炮之前、放炮之后和裝藥之前的瓦斯?jié)舛鹊臋z測都要進行有效的加強；放炮操作要能嚴格按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定進行，還有炮眼的裝藥量、炮眼的位置、炮眼的深度也要嚴格遵守規(guī)章制度進行；打炮眼地點的附近安裝足夠的支護措施；要想進行生產(chǎn)作業(yè)至少要在放炮結(jié)束的兩個小時之后，使安全性得到充分的保證。

(2)科學(xué)進行工作面的布置

在設(shè)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(shè)計，由于地區(qū)不同礦區(qū)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(jù)不同礦面的頂板而進行有針對性的設(shè)計，要對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進行相關(guān)考察，同時在進行施工當(dāng)中，礦山的巖層也要進行特別注意，避免出現(xiàn)山體坍塌等一些自然災(zāi)害，在施工過程中對于事先制定好的工作計劃要嚴格執(zhí)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(yù)留出來的，同時還要進行通風(fēng)口的保留，防止出現(xiàn)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(guān)人員的指導(dǎo)以及有經(jīng)驗的工人所描述的具體方法，通過兩者結(jié)合進行施工。另一方面，科學(xué)合理的布置整個礦面，從而有助于后續(xù)工作的順利進行。根據(jù)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(guān)工作人員的生命安全，即使在意外發(fā)生的時候，工人也能以最快的速度逃生，這種保障技術(shù)被經(jīng)常運用到煤礦開采作業(yè)當(dāng)中。

(3)選擇合適的液壓支架

對于頂板支護來說液壓支架是非常重要的設(shè)備，要能夠充分滿足實際生產(chǎn)需要來進行選擇。要想使液壓支架符合生產(chǎn)條件，要遵守以下原則：①液壓支架之間的距離要大小適中，過大也不可以過小也不可以，如果間距過小，就會需用太多的液壓支架，如果間距過大，則不能保證支護的安全性，通常情況下，選擇支架的距離是1.6m、1.2m和1.1m；②液壓支架斷面在200mm～300mm是最理想的寬度距離，如果過小的移架長度，就會增大斷面的支護面積，嚴重的會出現(xiàn)嵌頂情況，從而對綜采工作面頂板的有效管理產(chǎn)生影響，不利于進行安全開采。所以，在進行液壓支架的選擇時必須要依照實際情況，使液壓支架在運行中能夠謹慎執(zhí)行八字基礎(chǔ)標準，即嚴、正、穩(wěn)、快、凈、夠、直、勻。

(4)過斷層頂板的支護技術(shù)

在故障時通過，對于中間機和支架的配合就要得到有效的保證，對空頂時間進行減少，并對現(xiàn)場支架進行快速同步移動，防止由于支架的來回抬升而損壞頂板。截煤完成后，頂板極易下落，有利于固定和支撐能夠更及時。①將木螺栓利用到頂板的支護處理中，但需要注意的是，必須將其運用到煤層質(zhì)地較硬、壓力較大的部分。在一個眼中需要設(shè)置兩個木螺釘，已達到堅固作用。②對于頂板的治理工作需要預(yù)先執(zhí)行，在頂板出現(xiàn)碎裂時，假如因為采煤機對通道寬度的需求而需要實施切割工作時，會致使出現(xiàn)梁與梁之間距離過大的情況，則極易出現(xiàn)層面脫落的情況，則必須對屋面的施工進行提前加固措施。③對于降質(zhì)高度進行適當(dāng)?shù)拇_定，在支座的高度范圍內(nèi)包含了降質(zhì)高度，將上下板進行連接切割能夠有效避免支座不到頂邊的情況，避免剪刀的不當(dāng)使用，從而出現(xiàn)剪刀的圓形影像材料以及屋頂空曠的情況。④兩端必須要有分離線，從而對破碎的頂板可以進行密集的單支護，進而形成木支護，使得工區(qū)中不同工序在進行協(xié)調(diào)支護時都能得到保證，避免有頂板支護不足的情況產(chǎn)生。

4.結(jié)束語

總的來講，煤礦生產(chǎn)工作擁有極高的危險性，也是社會大眾極為重視的一項生產(chǎn)內(nèi)容。對于煤礦公司來講，不但需要確保煤炭采掘的速度和質(zhì)量，還需要盡最大努力確保礦工的人身安全。雖說筆者在該文中提到了有關(guān)煤礦綜采工作面頂板治理的方案和技術(shù)，但是想要使其充分發(fā)揮自身的價值，還需要得到煤礦公司和工作人員的積極協(xié)作才能完成，有關(guān)工作者必須對這部分管理技術(shù)和方案予以高度重視，提升工作人員的整體素養(yǎng)，提升管理成效，最終有效降低煤礦事故的出現(xiàn)幾率。