工作面頂板安全管理問題分析

張永舉

摘 要：在煤礦進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，出現(xiàn)安全事故的概率比較高，其中最為常見的工作面頂板事故，它對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)工作產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。為了能夠從根本上提升煤礦生產(chǎn)的安全性，降低面頂板安全事故出現(xiàn)的概率，就需要不斷提升對(duì)工作面頂板進(jìn)行安全管理的力度，提升煤礦開采工作的安全性。

關(guān)鍵詞：煤礦;工作面頂板;安全管理

1 工作面頂板概述

工作面頂板主要指的是依附于煤層上部的巖層結(jié)構(gòu)，站在煤層結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分類，其主要涵蓋著偽頂結(jié)構(gòu)、直接頂結(jié)構(gòu)以及老頂結(jié)構(gòu)等不同的結(jié)構(gòu)部分。

1.1 偽頂

偽頂具體指的是與煤層緊緊依靠，在對(duì)煤炭進(jìn)行開采時(shí)，比較容易脫落的薄層巖石結(jié)構(gòu)。通常情況下，偽頂結(jié)構(gòu)的厚度被控制在0.5m之內(nèi)，主要涵蓋著頁巖、質(zhì)頁巖等不同的結(jié)構(gòu)形式。

1.2 直接頂

一般情況下，直接頂結(jié)構(gòu)在偽頂結(jié)構(gòu)的上面，與偽頂相比，直接頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)，在對(duì)支架進(jìn)行移動(dòng)或者回柱的過程中可能會(huì)垮掉。

1.3 老頂

老頂結(jié)構(gòu)具體是指位于直接頂結(jié)構(gòu)上面的堅(jiān)硬度比較高的巖石層，老頂結(jié)構(gòu)大多是砂巖或者是石灰?guī)r的結(jié)構(gòu)。

2 采煤工作面頂板安全事故分析

2.1 客觀因素

首先是因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的原因造成的安全事故。因?yàn)槊禾块_采工作進(jìn)行過程中所遇到的地質(zhì)構(gòu)造類型很多，例如沖刷結(jié)構(gòu)、斷層結(jié)構(gòu)等等，在這些不同類型的地質(zhì)構(gòu)造體系中，斷層會(huì)直接對(duì)采煤工作面的壓力產(chǎn)生一定的影響，在進(jìn)行煤炭開采工作的過程中，若是不能對(duì)這些構(gòu)造狀況進(jìn)行全面深入的了解，也未能提前制定出預(yù)防措施，那么可能會(huì)出現(xiàn)冒頂?shù)劝踩鹿?。其次，礦山壓力也會(huì)導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。由于進(jìn)行了煤炭開采的工作，因此區(qū)域性的巖層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了比較明顯的變化，這也會(huì)直接引起礦山壓力的變化。礦山的壓力往往會(huì)對(duì)采煤的工作面產(chǎn)生直接的作用，在礦山壓力的作用下，位于中部的頂板會(huì)出現(xiàn)比較明顯的下沉問題，也會(huì)呈現(xiàn)出周期性的變化特征。在各種不同因素的綜合作用下，工作面的壓力波動(dòng)比較劇烈，若是未能及時(shí)做好相關(guān)的防護(hù)工作，那么安全事故出現(xiàn)的概率比較高。

2.2 主觀因素

若是在進(jìn)行安全檢查的過程中所運(yùn)用的方法不合理、不恰當(dāng)，那么冒頂?shù)劝踩鹿释ㄒ话銜?huì)出現(xiàn)在爆破工作進(jìn)行的一到兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)。在爆破作用的影響下，頂板之前所處的平衡狀態(tài)會(huì)被破壞掉，此時(shí)巖層可能與母體結(jié)構(gòu)分離進(jìn)而出現(xiàn)脫落的狀況。與此同時(shí)，若是相關(guān)的操作人員作業(yè)技術(shù)熟練程度不夠，也未能提前接受相應(yīng)的安全教育培訓(xùn)，那么相關(guān)的操作將無法順利有序進(jìn)行，更無法對(duì)巖層的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)，這也是導(dǎo)致安全事故發(fā)生的重要原因。當(dāng)然，也有可能是采煤設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性比較低。因?yàn)樵谶M(jìn)行采煤工作的過程中所使用的參數(shù)不科學(xué)，那么在進(jìn)行回采作業(yè)的過程中，工作順序設(shè)置可能會(huì)不恰當(dāng)，與此同時(shí)，若是采煤的工作面長(zhǎng)度比較大，那么頂板將會(huì)在一段比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)暴露在外面，此時(shí)出現(xiàn)冒頂事故的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)被提升。

3 采煤工作面頂板安全管理舉措分析

3.1 多樣化的安全管理方案體系

積極開展頂板安全管理工作的意義在于有效阻止安全事故的出現(xiàn)，從根本上提升煤礦開采工作的安全性能，促使煤礦開采企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益水平的提升。在制定工作面頂板安全管理方案的過程中，需要將安全、高效和節(jié)約作為基本的原則，降低其對(duì)采煤工作產(chǎn)生的影響作用，提升方案的可操作性以及實(shí)用性。與此同時(shí)，需要提升資源的有效利用率，當(dāng)然制定安全管理方案時(shí)需要充分結(jié)合礦井的實(shí)際狀況，提升方案的合理性。結(jié)合以上原則，可以從以下幾個(gè)方面入手制定安全管理方案：①煤柱支撐法。結(jié)合頂板控制的舉措與途徑，保證頂板不出現(xiàn)冒頂?shù)劝踩鹿适欠浅１匾?。在工作面頂板達(dá)到極限步距之前，需要提升煤柱設(shè)置的寬度值;②采前深孔預(yù)爆破。在工作臺(tái)面的前面，結(jié)合具體的人員需求科學(xué)地控制步距，當(dāng)頂板的拉應(yīng)力達(dá)到最大值時(shí)，可以對(duì)煤層上方的頂板進(jìn)行打孔操作，從而實(shí)現(xiàn)爆破的目的，保證頂板稍有松動(dòng)即可，這樣才能保障在完成相關(guān)的開采工作之后頂板能夠自行進(jìn)行脫落;③采后深孔爆破強(qiáng)制放頂。若是當(dāng)工作面板在達(dá)到頂板極限值之前，頂板未能出現(xiàn)脫離的跡象，此時(shí)就需要沿著工作面的切線方向?qū)敯暹M(jìn)行打孔操作，在打孔的位置達(dá)到支架2-3m的位置處時(shí)便能夠進(jìn)行相關(guān)的爆破作業(yè)操作。

3.2 頁板安全管理方案比對(duì)分析

借助煤柱支撐的方法能夠?yàn)轫敯宸€(wěn)定工作提供一定的保障，這在一定程度上也會(huì)降低回采操作的實(shí)際效率。同時(shí)在使用開采設(shè)備的過程中，支架需要多次進(jìn)行移動(dòng)，此時(shí)會(huì)在開采的現(xiàn)場(chǎng)遺留下一些煤柱，如此一來，大量的資源便會(huì)被浪費(fèi)掉，這與企業(yè)所追求的經(jīng)濟(jì)適用性原則呈現(xiàn)出較大的差異性。借助采后深孔爆破的形式能夠日升對(duì)爆炸能力的利用率，這使得工序的復(fù)雜程度有所提升，當(dāng)然也使得工作面整體的開采效率水平降低，這與企業(yè)所追求的高效開采原則不符合。借助采前深孔預(yù)裂爆破的方法不會(huì)影響開采的相關(guān)工作，但是這種方法需要建立在兩巷斷面較大的基礎(chǔ)上，但是這會(huì)對(duì)運(yùn)輸以及相關(guān)的維護(hù)工作造成極大的負(fù)面影響。這些方法在實(shí)際運(yùn)用過程中都會(huì)顯示出一定的弊端，影響煤礦開采工作的正常進(jìn)行以及降低開采工作效率，因此應(yīng)用價(jià)值不高。

相比于以上方法，兩巷斷頂?shù)牟僮鞣椒▽?duì)完整性比較強(qiáng)的頂板呈現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性，這有助于降低采空區(qū)域的懸頂面積，使得支架所承受的載荷作用降低，這樣的方法不會(huì)對(duì)回采工作進(jìn)度產(chǎn)生影響，也不會(huì)降低開采工作的效率，有效地解決了頂板處理的相關(guān)問題，為煤炭開采工作的安全性提供了保障，充分保障了工作人員的生命安全。

4 兩巷斷頂法安全管理方案的應(yīng)用措施

對(duì)于機(jī)頭位置出現(xiàn)冒落的問題，在將兩巷斷頂法進(jìn)行運(yùn)用之后，機(jī)頭位置的冒頂問題得到了緩解，同時(shí)相應(yīng)的處理措施比較及時(shí)，同時(shí)頂煤出現(xiàn)的冒落體積下降，通常不會(huì)出現(xiàn)大面積冒落的現(xiàn)象。對(duì)于機(jī)尾位置出現(xiàn)的冒落問題，通常在中部區(qū)域的頂煤會(huì)出現(xiàn)不均勻冒落的問題件，體積也想對(duì)較大。在經(jīng)過測(cè)試了解后發(fā)現(xiàn)，冒落塊度值和懸頂?shù)木嚯x值存在一定的相互聯(lián)系，如果本身的懸頂距離比較大，那么冒落體積會(huì)增加，反之，則冒落體積會(huì)減小。由此可見，相關(guān)的煤礦安全管理工作人員需要關(guān)注兩巷斷頂法安全管理方案的應(yīng)用，在實(shí)際工作過程中發(fā)揮出其巨大的實(shí)用價(jià)值，為煤礦生產(chǎn)安全性能的提升奠定基礎(chǔ)。

5 綜放工作面

在進(jìn)行縱放開采期間，首先一定要對(duì)比放煤的工藝，綜合考慮采面回采率、日產(chǎn)量、煤質(zhì)等不同因素。在開展工作面的初采和收尾工作時(shí)，一定要具有強(qiáng)化支護(hù)的意識(shí)，嚴(yán)格按照循環(huán)進(jìn)度將單體支柱進(jìn)行前移操作，及時(shí)支護(hù)頂板，移架控制頂板等。如果工作面出現(xiàn)來壓預(yù)兆的時(shí)候，就需要放頂小組工作人員強(qiáng)化跟班檢查，以掌握工程的質(zhì)量強(qiáng)化之后，并隨時(shí)匯報(bào)來壓的情況，如果發(fā)現(xiàn)問題要采取有效的措施，在移架期間，工作面的支架要應(yīng)用本架操作，實(shí)行跟機(jī)自動(dòng)化和單架手動(dòng)操作相結(jié)合的方式，才可以實(shí)現(xiàn)有效的控制。具體的要求如下：首先，開啟跟機(jī)自動(dòng)化控制后，在一般情況下只能允許機(jī)組工進(jìn)入到跟機(jī)自動(dòng)化操作區(qū)域。其次機(jī)組工作人員一定要注意頂?shù)装宓臈l件和跟機(jī)自動(dòng)化的動(dòng)作情況，如果遇到頂板的破碎常見問題時(shí)，要提前進(jìn)行人為干預(yù)進(jìn)行有效處理。最后，工作人員如果發(fā)現(xiàn)有安全事故隱患時(shí)，一定要按下暫停按鈕停止跟機(jī)自動(dòng)化。如果出現(xiàn)工作面頂板破碎、地質(zhì)構(gòu)造與煤幫、滾幫增大問題時(shí)就需要工作面實(shí)行單架手動(dòng)操作。

6 結(jié)束語

隨著人們安全生產(chǎn)意識(shí)的強(qiáng)化，煤礦安全工作人員對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)注程度逐漸提升，對(duì)煤礦安全問題出現(xiàn)的原因進(jìn)行剖析，尋找根本的原因，同時(shí)對(duì)不同形式的安全管理方案進(jìn)行對(duì)比分析，從中選擇與煤礦生產(chǎn)企業(yè)匹配程度比較高的兩巷斷頂法安全管理方案，這將會(huì)極大地提升煤礦開采工作的安全系數(shù)，從側(cè)面提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉志斌.采煤工作面頂板安全管理問題分析[J].江西化工，2020（01）：196-197.