礦山采掘作業(yè)中頂板管理問題及處理方法研究

張同印，張大斌

（1.山西美錦集團東于煤業(yè)有限公司，山西 太原 030402；2.山東井亭實業(yè)有限公司，山東 滕州 277000）

我國礦山采掘行業(yè)中最應該注意的就是頂板問題，對頂板的管理是整個施工過程當中最需要注意的階段，所以，在采掘部分的施工期間，應盡可能避免頂板案件的出現[1]。但就總體的角度展開分析，采礦過程中頂板這個問題是最為常見也是最容易出現的，這也在一定程度上對采礦的安全施工造成影響。最為顯著的問題就是制約了礦山開采在安全的情況下開展持續(xù)性生產，從而造成礦產領域的總體經濟水平不斷降低，及其管理工作從事者本身安全難以得到保障，對大量員工的安全造成威脅，可以看出對沒頂板的管理不可或缺，需要盡快采取相應措施。下面就采礦頂板事故出現的原因展開分析，以供參考。

1 采礦頂板事故產生的原因

1.1 違規(guī)支護

國內礦產資源大部分都是地下開采，所以在井下采掘期間，保障采掘部分圍巖穩(wěn)定對其安全生產而言有著重大意義。采礦過程中巷道支護這個技術在近期得到了很大的提升，現下主要包含著砌碹支護、棚式支護、型鋼支護及其錨桿支護等。這類支護技術的運用對提高礦井本身安全生產水平，避免片幫、頂板事故有著很大的作用。然而在井下進行操作的人員，假如難以合理且安全的運用這部分技術，就極易造成頂板事故的出現。在所了解的頂板事故當中，違規(guī)支護相關的不安全動作包含著：不按照規(guī)定方式展開支護和調節(jié)支護方法、沒有對作業(yè)領域及時支護、拆卸已有支護或是爆破期間沒有強化支護、從里到外設置支護。這其中，前兩種不安全動作較為常見，分別出現了13次與9次。這兩個不安全動作都是人員在實際作業(yè)期間，由于未按照所編制的安全技術方式來展開施工，或是在施工期間由于安全意識淡薄，沒有及時對作業(yè)部分進行支護，來確保作業(yè)區(qū)域的安全，進而造成事故的出現。

1.2 礦層垮塌

目前，我國礦產資源領域的持續(xù)進步，并逐步進入到深井作業(yè)時期。在開采期間，因為操作主要是在深井當中，極易被地質的條件與結構這些因素所影響，礦井工作從事者每時每刻都在被礦層坍塌所威脅。礦層如果垮塌，就會在很大程度上影響到處在深井區(qū)域工作人員的安全，為礦產領域帶來很大的經濟損失。

1.3 液壓支架選取不合理

導致礦產綜采工作面頂板出現問題的關鍵原因就是液壓選取不到位。礦產安全這個工作從事者唯有對頂板做全面的了解，才可以對巷道頂板做良好的管理，才可以給采礦人員創(chuàng)造一個更為安全的工作場地。然而在生產期間開展液壓支架環(huán)節(jié)期間，部分工人對液壓支護并不是很關注，對于礦井壓力及其通風這些問題不夠重視，最終造成液壓支護支架的選取不到位，給礦井人員的作業(yè)增加了危險，如果出現支護坍塌，就會導致安全事故的頻發(fā)，為礦產企業(yè)帶來較大的經濟損失。

1.4 人為疏忽

人員安全行為對于采礦中的頂板事故出現有著非常重要影響，對于人員的不安全行為進行有效控制，將會在很大程度上影響到采礦過程中頂板安全這個管理工作的效果。而安全素質是影響企業(yè)本身安全管理能力的主要因素。人員素質越高這個工作的效果就越發(fā)明顯，自然生產安全也可以得到保障。人員的行為也會被生理與心理因素所制約。個體行為包含著安全素質、操作水平、心理生理及其三違行為的出現，確保其能夠安全生產。

1.5 空頂作業(yè)

在進行礦道掘進期間，其道圍巖會出現變形和破壞，以至于垮落的情況。假如沒有采取支護空頂作業(yè)，就有很大可能會造成片幫冒頂的問題。相關安全標準中提出：采掘工作面需要依據作業(yè)的要求來完成支護，不能進行空頂作業(yè)。每個支架都應該借助設置進行固定，同時采取防倒柱方式。避免在浮礦與浮矸上設置支架。因此，掘進工作面每向前推動一段距離，就需要及時做好巷道支護，不然就會出現空頂。同時，如果支護無效也會被叫做空頂。

2 強化采礦工作面頂板管理的有效措施

通過上文分析，對頂板管理期間存在問題的原因有了大概的認知，為了保障頂板管理水平的提高，需要運用有效的方式，強化采掘工作面頂板管理這個工作的落實。

2.1 創(chuàng)建健全頂板管理意識

創(chuàng)建完善采礦工作面頂板管理這個意識，在采煤作業(yè)當中建立起頂板安全管理這個基本理念，保障頂板管理的安全處理安全始終處在約束狀態(tài)中，這樣既能夠為采礦作業(yè)中頂板安全創(chuàng)造條件，又能夠對采礦作業(yè)從事者中負責板作業(yè)崗位人員行為進行約束。首先，參加采礦作業(yè)的工人應該對工作面頂板的實際情況進行熟知，以免在工作者交接班期間存在注意事項疏漏的情況；其次，在做采礦作業(yè)以前需要事先檢查工作面頂板實際的支護情況，對于頂板部分的管理加大力度，保障在采礦作業(yè)期間不會發(fā)生頂板部位脫落的情況；最后，在采礦期間應派遣專人去對頂板的狀態(tài)進行檢查，如果發(fā)現異常就需要及時采取對應的管理方式，把頂板存在的安全風險降到最低。

2.2 強化采礦工作面局部厚礦層的頂板管理

如果出現采礦工作面與局部厚煤層連接的狀況，采場的礦壓異常體現的較為突出，在各大礦層之間會產生離層，被頂板壓力及其礦壁穩(wěn)定這些因素所影響，頂板就會有各項形式的冒落情況。在這樣的狀況下，需要在選用在構造帶局部厚礦層回采時運用支撐力較大且穩(wěn)定的支護模式，并且針對礦壁片幫冒頂事故選用有效方式。普遍運用的局部厚礦層回采支護模式就有構造帶兩邊選用支護，其主要的優(yōu)勢就有支撐力較大、控制范圍廣及其較為穩(wěn)定這些，造帶兩邊借助這種支護模式，就是讓局部充填法代替別的垮落法來進行頂板的管理，合理運用構造力來完成挑落破碎層與支撐完整層的目標，所以能夠在實際運用當中被廣泛運用。因此，對于運用情況的差異也應選取合理的支護方式，其主要目標就是完成頂板本身穩(wěn)定性的加固，假如現場有著特許需要，還需要運用木錨加荊芭背板護幫來避免礦壁片幫事故的發(fā)生。

2.3 采礦工作面棚頂的頂板管理

現如今我國大部分的礦產當中，對采礦工作面棚頂的頂板管理手段做持續(xù)的研究。選用哪個工作面棚頂管理手段是由礦層頂板本身冒落的高度和端面距的長短來一同決定的，通常的冒高與端面的距離大約1米，能夠在榻冒區(qū)域鉆眼扎鋼針來大概完成棚頂工作，但是在冒落高度和端面距其中有一個超過安全規(guī)范時，就需要在機炮道中的棚頂開展作業(yè)，需要予以重視的是防止“零皮”或者片幫對人造成的威脅。就冒落的一邊開始，在刮板輸送機檔板外界設置2到3個工字鋼梁，一邊頂住煤壁同時保障和采高相同，然后再采取敲幫問頂，知道頂板壓力變化程度較小時，在懸臂梁處的礦壁周圍事設置一根和礦壁相平行的長方木。需要在機炮道中支設單體液壓支柱來對頂板的再次冒落做好預防，以免事故出現砸翻木料或是鋼梁的情況，對已經完成或是沒有完成的假頂做有效的支撐，在做完假頂前探梁緊貼礦壁的方木當中插進距離為0.5到0.7的鋼針，并且運用鐵絲把二者綁到一起。選用采礦機掏底作業(yè)的多次循環(huán)作業(yè)手段，為避免移柱時再次發(fā)生頂板冒落的情況，在移柱以前在假頂下半部分設置支護保障安全通過漏頂區(qū)。

2.4 采礦工作面穩(wěn)定煤層的頂板管理

嚴格按照國家規(guī)定并結合具體經驗，真正落實好采礦工作面穩(wěn)固煤層頂板管理這個工作，如果想要確保三個工作內容，就需要掌握好“兩個質量，三個環(huán)節(jié)”，其本質上就是依照有關標準嚴格把好支柱質量關，包含著定時檢修與質量核定這兩個方面，質量核定應努力做好支設整體穩(wěn)固、接實頂底板；正確使用這四個特殊的支護，如端頭出口支護、貼幫支護及其切頂支護；應對采礦工作面的首次防頂工作予以重視，重視每個環(huán)節(jié)工作的連接，應該在首次防頂以前編制好對應的措施，采取責任制，重視調度牌管理具有的重要性，直到這個工作完成以后，對于超前支承壓力改變情況選用頂板動態(tài)來實施觀測，盡可能避免頂板首次來壓導致的冒頂跨面事故。

2.5 掘進工作面與巷道的頂板管理措施

通常有下面這幾個方式對掘進工作面與井巷的頂板實施管理。首先，需要對光爆錨噴與“三小”技術做廣泛運用，不管是硬巖巷道還是軟巖巷道，在巷道內都需要運用這個技術。錨桿配W型鋼帶或錨桿配鋼筋梯來取代錨桿的支護材料，同時對運用小鉆頭、小錨桿及其小藥卷實施推廣。其次，結合巷道的穩(wěn)定性和錨桿長度進行選取，假如巷道頂板運用的泥頁巖，就應在超過掘進頭30m距離處趨近于0.5m到1.2m的松動范疇，泥炭質頁巖的巷道頂板具備1.2m到2m的松動范疇，石灰?guī)r巷道在掘進頭的70m處近乎穩(wěn)定，擁有0.4m的松動范疇，砂巖巷道的頂板在掘進頭10m處接近于穩(wěn)定，有1到1.2m的松動范疇，對以上隨意一個錨噴巷道都需要確保20到40KN的錨桿錨固力；確保前探梁的運用，除了較為堅硬的巖石與石灰?guī)r以外，在巷道掘進迎頭期間都需運用前探梁，然而前探鋼的類別有很多，即吊掛式、一梁二環(huán)式及其一梁三環(huán)式，煤礦生產期間對后續(xù)二者運用相對較多，工字鋼支架則運用可調式與卡環(huán)式，拱形金屬支架需多運用卡栓式，錨噴支護期間運用螺母和錨桿銜接的吊環(huán)式。

2.6 加強對員工培訓與教育的力度

借助對采礦頂板事故因素展開分析，可以看出，三違行為與安全素質所占有的比例相對較高，整體發(fā)映出采礦作業(yè)者本身的安全素質較低，且安全意識薄弱。為避免頂板事故的出現就需要強化對員工培訓與教育的關注程度，一方面就提升采礦作業(yè)者生產技能與操作水平著手來減少頂板事故的出現，另外一方面就提升采礦作業(yè)者的安全素質與自?；ケＲ庾R著手避免一些沒有必要的員工傷亡。礦產企業(yè)需要先做好崗前培訓與換崗再教育的相關培訓，同時制定切實可行的制度規(guī)章，防止有無證上崗情況的出現，液壓支架工作務必要通過專業(yè)的安全技術培訓，方可持證上崗。井下作業(yè)的人員，長時間處在沒有太陽且潮濕陰暗的環(huán)境當中，極易出現煩躁與消極這些不好的心理，在增強員工操作能力的同時，企業(yè)還需要強化安全教育的開展力度，關注員工的心理健康問題。提升員工對于安全問題的了解，強化風險意識，并自覺避免風險，作業(yè)者對安全生產有著很強的積極性，便可以克服不好的心理，遵守企業(yè)的相關制度。

3 結束語

總而言之，礦產采掘這個工作頂板管理的前提就是有效的技術措施，落實好采掘這個工作頂板管理的前提便是做好場地管理工作，采礦作業(yè)者的思想意識在很大程度上決定著采掘這個工作管理是不是可以順利開展，能不能把礦產采掘這個工作頂板管理踐行，就需要看有關部門加大監(jiān)管的力度，唯有確保每個環(huán)節(jié)彼此聯(lián)系與配合，就能夠有效解決煤礦采掘工作面頂板在管理中存在的問題，對于頂板事故的預防有很大的作用。