煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法探析

摘要：煤礦采掘大部分是在井下進行的，井下環(huán)境的不確定性給煤礦采掘帶來了許多安全隱患，采掘過程中重大安全事故時有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，在所有的煤礦采掘安全事故中，由頂板問題導致的安全事故占總數(shù)的40%左右。由此可見，加強對頂板的規(guī)范化管理是降低煤礦采掘事故發(fā)生率的重要手段?；诖耍疚膶τ绊懨旱V采掘工作面頂板安全性的因素進行了分析，并據(jù)此提出了一些在頂板管理方面的建議，以期為提高煤炭采掘工作的安全性做出貢獻。

關鍵詞：煤礦采掘;工作面;頂板管理;事故;處理方法

頂板是指在井下采煤過程中，覆蓋于煤層之上的巖石層。由于我國大多數(shù)煤礦采掘工作都是在井下進行的，對于頂板的管理幾乎成為了煤礦采掘過程中必須要進行的一項工作。而井下相對不可控的工作環(huán)境，給煤礦采掘工作面的頂板管理工作帶來了不小的難度。很多煤礦采掘團隊都因為對頂板的管理不當，而造成了一系列重大的安全事故。鑒于此，煤礦企業(yè)應當加強對煤礦采掘工作面頂板的管理力度，以避免因為頂板問題而導致的安全事故。

一、造成煤礦采掘工作面頂板事故的原因

（一）地質因素

在井下進行的煤礦采掘工作，難免會受到地質環(huán)境的影響。有時在開采過程中會碰到一些比較松軟的地質，這些地質抵抗壓力的能力較差，便很容易發(fā)生垮塌而對采掘過程造成影響。比如，有些煤礦采掘工作面的頂板結構比較輕薄，抗壓能力差，在受到外界影響時便很容易出現(xiàn)整片的坍塌。還有一些頂板由于當?shù)氐刭|的影響而具有較多的裂隙，這些裂隙會導致大量游離巖塊的出現(xiàn)，對頂層結構的穩(wěn)定性造成巨大的影響。這些游離巖塊的出現(xiàn)還在一定程度上增加了回柱工作的難度，并且當游離巖塊隨著回柱工作而移動時，頂板的穩(wěn)定性會再一次受到影響。

（二）支架結構影響

在煤礦采掘工作面活動時，還要安裝一些支護結構來增加頂板的抗壓能力，避免因為冒頂而引發(fā)的安全事故。而當選取的支架材料不符合標準時，比如支架的支撐密度不足、可縮量程度小等，便會對支架結構的穩(wěn)定性造成影響。當頂板壓力較大時，這些支架結構便會因為承壓能力不足而發(fā)生倒塌，從而引發(fā)一系列的安全事故。還有一些支架因為搭建結構的問題，也會出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。比如有些工作人員會誤將柱腿架設在松軟的煤層之上，便極易受到外界因素的影響而發(fā)生倒塌。因此，關于支架的使用一定要嚴格按照國家規(guī)定的安全標準進行選取，并且要合理設計支架的安全結構，保障其穩(wěn)定性。

（三）巷道掘進過程

在井下工作本身就具有較大的危險性，而在巷道掘進過程更容易因為一些小的偏差而造成大片巖土的坍塌，引發(fā)不可挽回的安全事故。在巷道采掘過程中，頂板以及周圍巖壁會受到機器采掘的影響，而與頂板及巖壁相連的一些結構不穩(wěn)定的巖塊便很容易發(fā)生掉落。倘若進行采掘的工作人員沒有做好充分的支護措施，便很容易被掉落的巖塊砸傷。

（四）片幫現(xiàn)象的影響

片幫現(xiàn)象是指在回采工作進行后，大量采空區(qū)的出現(xiàn)使得頂板壓力無從依附而向周圍的煤壁轉移，而煤壁因為超負荷而導致局部或大片的碎裂煤流向采空區(qū)。片幫現(xiàn)象對人員和機器的正常運行造成了阻礙，同時一些較大的煤塊還會刮傷運行的采掘機器，大大影響了采掘工作的正常進行。當片幫現(xiàn)象較嚴重時，頂板的斷面會形成大量的空洞區(qū)，這些空洞區(qū)的出現(xiàn)大大影響了頂板結構的穩(wěn)定性。

二、煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理方法

（一）完善穩(wěn)定煤層頂板安全管理

在相對穩(wěn)定的煤層進行采掘工作時，也不能忽視對工作面頂板的安全管理，杜絕“空頂工作”現(xiàn)象的出現(xiàn)。在進行煤礦的爆破工作時，要做好充分的準備，提前對周圍10m范圍內(nèi)的地形環(huán)境進行排查，避免一些不確定因素而給爆破工作帶來的安全隱患。在爆破完成后，工作人員要第一時間進行支架的安裝工作，最大程度的降低暴漏在空頂下的時間。關于支架的選取一定要嚴格按照國家標準，選擇抗壓力強、結構穩(wěn)定的支架材料，同時要根據(jù)工作面的地形條件設計合理的支架結構，保障支架的穩(wěn)定性。并且還要對頂層支架的穩(wěn)定性進行定期的檢驗，出現(xiàn)安全問題時要及時進行修補措施，杜絕任何安全隱患的遺留。

（二）加強對厚煤層頂板安全管理

在我國的煤礦儲備中，厚煤層占有不小的比重，在煤礦采掘工作時也時常會碰到較厚的煤層。這類煤層由于厚度較大，工作面頂板承受的壓力也較大，很容易出現(xiàn)煤巖分離的現(xiàn)象。煤巖的分離會使得煤壁對頂板的支撐力下降，對頂板的穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響。因此，為了保障在厚煤層采掘工作的安全進行，要對工作面的支架結構進行加固，以增加其抗壓能力。木垛支護具有支護范圍大且不易受到開采高度影響的特點，且操作相對簡易，是煤礦采掘過程中常用的一種加固支護的方式。在實際的采掘要根據(jù)煤層的實際情況，選取合適的支護方式，以對采掘過程起到安全保障。

（三）加強對掘進面和巷道頂板的安全管理

巷道掘進過程容易對周圍的巖壁產(chǎn)生影響，嚴重時還會引發(fā)一系列的安全事故。而技術上的不規(guī)范通常是引發(fā)巷道掘進過程安全事故的重要原因，因此，在進行巷道掘進時，要對操作技術進行嚴格的規(guī)范。一方面要選取具有較高技術水平和經(jīng)驗老道的工作人員來指導巷道掘進工作，以保證操作技術的正確性。另一方面要對掘進技術進行改善，“三小”光爆噴錨技術在較硬或較松軟的巖石地質下都適用，因此要在巷道掘進過程積極推廣該技術。同時，還要根據(jù)巖層的軟硬特點及時預留出一定的松動范圍，并且將錨固力嚴格規(guī)范在20～50kN的行業(yè)標準內(nèi)，最大程度保障掘進工作的安全性。

三、結束語

隨著經(jīng)濟和工業(yè)的發(fā)展，關于煤礦采掘的技術取得了巨大的進步，但在管理方面還存在著不小的問題，嚴重影響著煤礦采掘工作的安全性。特別是對工作面頂板的管理，其管理不當是引發(fā)煤礦采掘安全事故的重要原因。因此，煤礦企業(yè)要加大對工作面頂板的管理力度，以更加有效的管理方式降低頂板的安全隱患，從而保障煤礦開采過程的安全進行。

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作者簡介：

雷亞勇（1972.11-），男，漢，籍貫：陜西澄城，學歷：大學本科，職稱：安全副總經(jīng)理，研究方向：煤礦開采技術及生產(chǎn)管理。