煤礦采掘工作面頂板管理問(wèn)題的處理方法

程傳超++曾祥利++李國(guó)偉

[摘 要]總所周知，煤礦行業(yè)是高危行業(yè)，煤礦的大部分生產(chǎn)都是在采掘工作面進(jìn)行的，因此采掘工作面頂板的管理問(wèn)題一直是煤礦工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。本文從煤礦采掘工作面出現(xiàn)頂板事故的原因談起，重點(diǎn)論述采掘工作而頂板管理問(wèn)題及措施，期待為煤礦的安全生產(chǎn)提供重要的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]煤礦采掘工作面；頂板管理；存在的問(wèn)題；處理方法

中圖分類號(hào)：TD327.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0023-01

0 引言

煤礦采掘工作面的安全問(wèn)題一直以來(lái)都是煤炭行業(yè)關(guān)注的主要問(wèn)題，為了保證煤礦的安全生產(chǎn)，最重要的是做好煤礦采掘工作面的頂板管理工作，防治頂板事故的發(fā)生，從而保障井下作業(yè)的安全性與高效率，進(jìn)而推動(dòng)煤礦事業(yè)的和諧發(fā)展。

1 煤礦采掘工作面出現(xiàn)頂板事故的原因分析

1.1 煤壁附近要素的影響

采掘煤礦是在地下，因此地質(zhì)狀況會(huì)嚴(yán)重地影響煤礦的開(kāi)采。在進(jìn)行采掘的時(shí)候，如果影響到原生裂縫，那么會(huì)使煤層面板的應(yīng)力復(fù)雜化，進(jìn)而增加巖塊的游離性，不利于煤礦作業(yè)的順利進(jìn)行。在開(kāi)展井下爆破或者是支護(hù)的情況下，倘若煤層不夠牢固，再有爆破形成的崩塌情況，那么會(huì)增加煤層頂板的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致二次崩塌和頂板事故的出現(xiàn)。

1.2 工作面兩端位置的影響

實(shí)際上，在采掘煤礦的時(shí)候，務(wù)必結(jié)合場(chǎng)地施工的地形狀況決定工作面兩端的機(jī)尾和機(jī)頭的位置的移動(dòng)。可是，在進(jìn)行移動(dòng)的時(shí)候，倘若超出了支護(hù)構(gòu)造，那么會(huì)導(dǎo)致頂板出現(xiàn)一些松動(dòng)，在嚴(yán)重的情況下會(huì)造成全部頂板的松動(dòng)、下落，進(jìn)而導(dǎo)致頂板事故。在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，施工者常常難以對(duì)直接定的現(xiàn)狀和工作面兩端的移動(dòng)進(jìn)行有效地控制。為此，在移動(dòng)的過(guò)程中，需要結(jié)合工作面的實(shí)際采掘現(xiàn)狀，按部就班地移動(dòng)棚腳，防止頂板出現(xiàn)松動(dòng)和下落的情況。

1.3 連接巷道的冒頂事故

根據(jù)一部分煤層的直接頂面臨構(gòu)造采動(dòng)以及原生裂縫的情況，如此的構(gòu)造常常會(huì)導(dǎo)致裂縫的互相交錯(cuò)，進(jìn)而使形式多樣的游離巖塊形成。出現(xiàn)冒頂情況的原因是在井下爆破或者是支護(hù)的過(guò)程中，由于支護(hù)的傾斜或者是不牢固進(jìn)而造成煤幫附近具備太大的壓力，這樣最后會(huì)被壓塌。倘若煤層自身不具備強(qiáng)度較高的片幫抵抗力，那么會(huì)逐步地減小空間支護(hù)能力，最終會(huì)造成冒頂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.4 頂板破碎的事故

在煤礦采掘當(dāng)中，出現(xiàn)故障面坍塌在很大程度上是因?yàn)閿鄬訋У貙拥能浕?。為此，施工者在采掘的過(guò)程中，通常會(huì)借助泥質(zhì)材料來(lái)填充巖層，這樣做的目的是為了實(shí)現(xiàn)巖石整體性和穩(wěn)定性的提升。除此之外，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合煤礦井下由于爆破而破壞巖層的情況，倘若其形狀或者是構(gòu)造出現(xiàn)了變化，那么會(huì)增加頂板的負(fù)面壓力，在壓力到達(dá)頂板的最大許可值的情況下，冒落的情況會(huì)出現(xiàn)，從而不利于煤礦采掘效率的提升。

1.5 放頂線附近的冒頂事故

一般而言，在采掘煤層的時(shí)候，倘若過(guò)快地掘金煤層，那么會(huì)增加頂板下沉的速度，進(jìn)而使很多大型的游離巖塊形成，這不利于回柱工作的正常進(jìn)行。為此，在采掘煤礦的時(shí)候，倘若放頂線的附近缺少穩(wěn)定性，那么不但會(huì)對(duì)全部煤層的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，而且在回柱的過(guò)程中還會(huì)造成頂板冒落的情況，從而對(duì)施工者的施工安全性產(chǎn)生影響，最終延誤回拆。

1.6 掘進(jìn)巷道的事故

煤礦采掘牽涉到非常多的要素和危險(xiǎn)系數(shù)較高，掘進(jìn)巷道是煤礦采掘工作十分重要的一個(gè)組成部分，掘進(jìn)巷道會(huì)出現(xiàn)比較多的事故。在進(jìn)行掘進(jìn)的時(shí)候，常常會(huì)由于工作的失誤而導(dǎo)致頂部巖體的松動(dòng)和破裂，可能還會(huì)造成煤礦礦井的坍塌。為此，在掘進(jìn)巷道的過(guò)程中，實(shí)施有效的支護(hù)非常關(guān)鍵，這樣可以避免巖體出現(xiàn)冒落的情況。

2 采掘工作而頂板管理存在的主要問(wèn)題及措施

2.1 強(qiáng)化頂板管理，增強(qiáng)煤層穩(wěn)定系數(shù)

在實(shí)際的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，要對(duì)開(kāi)采的煤層頂板進(jìn)行強(qiáng)化管理。一是按標(biāo)準(zhǔn)制度進(jìn)行管理。為確保煤礦安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)，要求施工人員與管理人員必須嚴(yán)格按照國(guó)家頒布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制度，在把握好煤礦的采掘質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)采煤礦的工作面頂板按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理。特別注意的是，必須定期對(duì)頂板的支護(hù)進(jìn)行檢查和質(zhì)量審核，以保證頂板的穩(wěn)固性。二是做好頂板支護(hù)工作。在開(kāi)采工作面上進(jìn)行特殊支護(hù)作業(yè)時(shí)，必須提前做好支護(hù)工作，嚴(yán)格各項(xiàng)檢查標(biāo)準(zhǔn)，以降低安全事故的發(fā)生率。

2.2 加固局部煤層頂板

隨著現(xiàn)代化礦井開(kāi)采深度的越來(lái)越大，煤層之間的壓力相應(yīng)增大，很容易導(dǎo)致煤巖層發(fā)生離層現(xiàn)象、最終因?yàn)轫敯宓膲毫^(guò)大，頂板的自身穩(wěn)定性將會(huì)越來(lái)越小，因此，在進(jìn)行煤礦采掘的工作面頂板管理中，局部的煤層支護(hù)更需要得到重視，要以加強(qiáng)煤巖層的支撐力為目標(biāo)，降低防范冒頂事故的發(fā)生率。

2.3 選擇對(duì)應(yīng)的頂板支護(hù)形式

就局部厚煤層的回采支護(hù)方式來(lái)說(shuō)，主要采用的是在構(gòu)造帶兩側(cè)進(jìn)行支護(hù)的方式，這種方式是通過(guò)局部充填來(lái)取代垮落的煤層，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的管理，利用這樣巧妙的構(gòu)造，使得支撐完整，同時(shí)提高了煤層的穩(wěn)定性，具有支撐能力大、控制范圍廣且操作性較強(qiáng)、比較穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。但隨著采礦高度的升高，礦井中的礦壓現(xiàn)象也逐漸顯露出來(lái)，這也導(dǎo)致了支柱的升高，從而穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象。當(dāng)支柱中心的位置發(fā)生改變時(shí)，很可能直接傾倒，最終出現(xiàn)安全事故。所以，要針對(duì)不同的實(shí)際情況，應(yīng)選擇對(duì)應(yīng)的支護(hù)形式，進(jìn)一步提高頂板的穩(wěn)定性。

2.4 做好巷道頂板的管理

要想做好巷道頂板的管理工作，首先要掌握巷道開(kāi)掘后圍巖體的范圍及圍巖應(yīng)力的分布情況。需根據(jù)巷道圍巖應(yīng)力的因素：圍巖的性質(zhì)，巷道所處的深度、巷道周圍的地質(zhì)構(gòu)造、水文變化、巷道的斷面形狀等，了解圍巖應(yīng)力分布情況及在此應(yīng)力作用下圍巖的變形和位移后，才能選擇合適的支護(hù)材料和支護(hù)形式，達(dá)到維護(hù)巷道的目的。其次要從有利于巷道圍巖的穩(wěn)定性出發(fā)，合理選擇巷道的施工方法，減少各個(gè)工序?qū)敯骞芾淼挠绊憽Ｗ詈蟀凑兆鳂I(yè)規(guī)程規(guī)定控制工作面空頂距離和臨時(shí)支護(hù)的長(zhǎng)度，盡可能縮短工作面空頂時(shí)間和臨時(shí)支護(hù)巷道的長(zhǎng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)煤礦采掘工作面頂板的管理工作，在實(shí)際的工作中必須加強(qiáng)多方面的監(jiān)管，完善各項(xiàng)開(kāi)采保護(hù)措施，并搞好工作面頂板的管理基礎(chǔ)工作，進(jìn)一步提高相關(guān)人員的安全生產(chǎn)意識(shí)，減少煤礦采掘頂板安全問(wèn)題，才能全面的提高煤礦采掘工作的效率。

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作者簡(jiǎn)介：

程傳超（1984.10—），男，漢族，山東省泰安市人，本科，助理工程師?，F(xiàn)擔(dān)任兗州煤業(yè)股份有限公司濟(jì)寧二號(hào)煤礦掘進(jìn)二區(qū)技術(shù)主管，研究方向：煤礦安全管理。