煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)分析

王子召 謝亞濤 胡貴生

摘要：煤礦企業(yè)歷來是高風(fēng)險行業(yè)，自古以來災(zāi)害事故頻發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，開采水平也在不斷提高，但仍不能完全控制安全事故的發(fā)生。近年來，礦山頂板事故發(fā)生率占比較高，開采過程中這是最重要的危險源，煤礦企業(yè)都必須采取相應(yīng)措施。這種事故發(fā)生在煤礦職工作業(yè)時，一旦發(fā)生事故，將造成嚴(yán)重人員傷亡和巨大經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;頂板事故;頂板管理

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(jì)上受損，還會嚴(yán)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綜采工作面頂板事故原因分析

1.1冒頂事故的原因

冒頂事故是煤礦頂板事故中最為常見的一種事故，多表現(xiàn)為工作面頂板呈碎石狀落下，填滿工作空間。通常情況下，冒頂事故的危害較小，只發(fā)生在局部區(qū)域。但在一些地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，冒頂還可能引發(fā)其他事故，若在陷落柱出現(xiàn)冒頂事故，則很可能會出現(xiàn)嚴(yán)重突水，導(dǎo)致工作面被淹。冒頂事故多是由支護(hù)不善或采取的安全措施不夠引起的，例如，工作面前方空頂距沒有控制好，就很容易發(fā)生冒頂事故。此外，若液壓支架的工作阻力設(shè)定過大，則會對頂板施加一個較大的作用力，導(dǎo)致頂板被擠壓破壞而發(fā)生冒頂。

1.2液壓支架選擇不合理

在進(jìn)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(jìn)行煤礦開采的過程中要使用液壓支護(hù)來維護(hù)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(jìn)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(hù)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。

1.3惡劣的地質(zhì)環(huán)境

煤炭開采通常發(fā)生在煤炭資源豐富的山區(qū)，這些地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境比城市的地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜。在煤礦開采過程中，會有更多的地質(zhì)干擾，這會導(dǎo)致頂板問題。

1.4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(jì)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。

2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[1]。

采掘的不斷深入會帶來一系列安全問題，其中最危險的是頂板冒落。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。

3改善綜采工作面頂板管理的措施

3.1加強(qiáng)地質(zhì)勘探

很多情況下，煤礦頂板事故的發(fā)生與煤層的地質(zhì)構(gòu)造存在很大的關(guān)系。在一些地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，巖體通常比較破碎，例如陷落柱、斷層等。在這些區(qū)域進(jìn)行開采時，很容易發(fā)生冒頂事故。對于巖體破碎區(qū)域，可通過地質(zhì)勘探來發(fā)現(xiàn)。雖然在開采前煤礦已對開采區(qū)域的煤層地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行了詳細(xì)勘探，但是多采用的是鉆探方式，很難勘探到一些巖層破碎區(qū)域。為此，在煤層開采前還需要采用一些物探方法加強(qiáng)勘探，特別是工作面中存在的一些孔洞、破碎區(qū)域。在確定有破碎區(qū)存在后，需要采用鉆探的方式估算破碎區(qū)域或孔洞區(qū)域的范圍，從而做好開采的安全措施。通過加強(qiáng)地質(zhì)勘探，就能大幅度減少煤礦頂板事故的發(fā)生。當(dāng)通過這些區(qū)域時，可在液壓支架上方鋪設(shè)1層金屬網(wǎng)，這樣就能有效控制頂板破碎引起的冒頂事故[2]。

3.2科學(xué)進(jìn)行工作面的布置

在設(shè)計礦面頂板的時候，要進(jìn)行全方面因素的考慮，并對整體的具體情況進(jìn)行有效綜合，進(jìn)而對礦面頂板進(jìn)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(jìn)行有針對性的設(shè)計，要對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行相關(guān)考察，同時在進(jìn)行施工當(dāng)中，礦山的巖層也要進(jìn)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(yán)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。

3.3液壓支架的合理選擇

液壓支架是礦山安全順利開采的重要前提之一。液壓支架的一個有效的選擇是綜采工作面的穩(wěn)定性，在選擇過程中要考慮這三個因素：①液壓支架的類型取決于其承載能力，因此應(yīng)選擇合理承載能力液壓支架。液壓支架的選擇我們可以選擇將不同重量的石塊放在液壓件上，液壓支架的承載重量在支架的上限處測量;也可以選擇通過現(xiàn)場檢查局部液壓支架結(jié)構(gòu)的承載能力數(shù)據(jù)，確定支撐噸位，選擇合適的液壓支架。②在開采過程中，要求液壓支架的高度隨開采位置的不同而變化，開采水平隨開采的發(fā)展而變化。因此，在進(jìn)行數(shù)字化測量的同時，必須考慮液壓支架高度對工作面的影響。③液壓支架結(jié)構(gòu)的位置不同，開采也因?qū)嶋H環(huán)境的不同而不同，選擇合適的液壓支架主要要求包括三點：第一，選擇液壓支架，確保其不得影響通風(fēng)。第二，確保液壓支架底座面積大，壓力低于底板承壓力。當(dāng)壓力過高時，液壓支架在采煤時會粘在底板上;當(dāng)?shù)鬃娣e較小時，液壓支架會懸翹起來。第三，防止液壓支架在使用過程中滑動。如果液壓支架由于地理環(huán)境的影響而發(fā)生滑動，將影響液壓支架的穩(wěn)定性和采掘人員的安全[3]。

3.4改變采煤方式

在很多情況下，煤礦頂板事故多是由巖層運動引起的。若能控制巖層的運動，則能有效控制煤礦頂板事故。隨著采煤技術(shù)的不斷革新，煤礦開采強(qiáng)度增加，導(dǎo)致開采過程中對巖層的擾動也增加，例如綜采放頂煤技術(shù)、大采高技術(shù)的應(yīng)用。為此，可對采煤方式進(jìn)行改變?？刹捎贸涮畈擅悍?，即將煤層采出后，采用其他材料填滿采空區(qū)，這樣就可以控制采空區(qū)的變形。也可采用條帶式采煤方法、房柱式采煤法等。這些采煤方法可極大地簡化綜采工作面的頂板管理過程[4]。

結(jié)束語：綜上所述，如何降低煤礦安全事故的發(fā)生率、保障職工的生命安全、提高煤炭工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是煤礦安全生產(chǎn)的重點。對綜采工作面頂板管理技術(shù)進(jìn)行分析，將技術(shù)和裝備、培訓(xùn)結(jié)合起來，有效地應(yīng)用到實際工作中，對保護(hù)綜采工作面人員和綜采工作面頂板的管理具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊永吉.關(guān)于煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)探析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（23）：51-52.

[2]郜勤勤.古書院煤礦綜采工作面頂板控制技術(shù)分析[J].江西煤炭科技，2019（02）：90-92.

[3]李軍.淺談煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)[J].民營科技，2018（05）：174.

[4]李梅.淺談煤礦綜采工作面頂板管理技術(shù)[J].科技資訊，2018，16（14）：56-57.