煤礦井下采煤工作面頂板管理

王 偉

（山西焦煤西山煤電晉邦德煤礦，山西 呂梁 033000）

在日常井下頂板面采煤工作中，要格外注重頂板管理工作，以此降低頂板事故發(fā)生率，減少此類事故的出現(xiàn)，從而促進煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)發(fā)展。安全第一是施工過程中的宗旨，在施工過程中，要嚴格保證施工中的人員人身安全，這樣也可以為企業(yè)贏得聲譽，所以在進行施工時，需要每一個部門都嚴密配合，這樣才能實現(xiàn)施工的設施安全。

1 煤礦井下綜采工作面放頂煤采煤技術

1.1 柱式采煤技術

柱式采煤技術是種較傳統(tǒng)的煤炭開采技術，這一技術又可被分為房柱式采煤技術和巷柱式采煤技術。柱子是重點支護設備所以之間的距離保持在10~20m之間，然后進行采掘工作最終采用爆破法來回采。由于這種方式較為簡單且工作面小，所以多個工作面能夠一起運轉，從而提升工作生產(chǎn)效率，節(jié)省資金。而煤柱尺寸的確定，需要考慮到很多因素，比如地質情況、煤質和采掘深度等。如若煤柱尺寸過大則會影響設備運行和放置，從而增加資金的用量。此外，工作中利用爆破法進行回采，會對環(huán)境帶來很大污染，可能會污染周圍的土壤、水資源，從而隱藏著很大的安全風險[1]。

1.2 放頂煤

放頂煤工序是非常重要的一個工序，其有效性關聯(lián)著井下工作面放頂煤采煤作業(yè)的效率，對于作業(yè)安全有保障作用。在進行井下工作面采煤作業(yè)時，首先要按照相關要求來嚴格控制其步驟，例如放煤口位置、頂煤厚、尺寸規(guī)格和破碎狀況等。一般來說采取循環(huán)割一刀放一茬的方式來進行作業(yè)，并且同時控制好循環(huán)進度。其次，放煤要依照一定的順序，可依據(jù)單輪間隔順序，與割煤工序同步，控制好放煤量。與此同時，工作時也要注意，在放煤時，不能采取一次性最大限度的調整回轉梁，而是保持好上下部間距，其間距不能小于0.2m。最后，為了保障順利放煤，可以用擺梁粉碎掉放煤口的大塊煤。此外如若發(fā)現(xiàn)矸石的話，要在第一時間避免矸石的混入，以此提升作業(yè)的安全性，提高工作效率。

1.3 綜合機械化采煤技術

綜合機械化技術，就是指施工過程中所有與生產(chǎn)環(huán)節(jié)有關的操作都用機械進行，即生產(chǎn)工序的全自動化，其中包括割煤、采煤等步驟。其中，有兩個步驟最值得注意，第一個步驟是割煤，需要割煤機破煤然后相關人員進行裝煤。在割煤時經(jīng)常采取滾筒式采煤機與刨煤機兩種方式，這兩種方式通常為企業(yè)采用。第二個步驟就是運輸，用運輸機將開采的煤傳輸出去，并且最大程度地減少數(shù)量上的誤差。綜合機械化采煤技術指生產(chǎn)全自動機械化，從生產(chǎn)環(huán)節(jié)到結束全部使用機械，但是在使用時要遵守規(guī)則嚴格操作，同時保障相關工作人員的安全，促進工作效率與質量的提升，保障勞動強度的穩(wěn)定。將機械化運用到施工之中，這樣可以解放人力資源，也能夠提高工作的效率。

2 煤礦井下采煤工作面頂板事故的主要類型

針對煤礦井下采煤工作面頂板事故的分類，主要細分為以下幾類。

2.1 推垮型冒頂事故

推垮型冒頂事故主要發(fā)生在煤礦開采工作進行的過程中，更多的集中于剛開始的開采工作中。所以在此類頂板事故的預防工作中，防治的重心主要在于預防推垮冒頂事故。

2.2 壓垮型冒頂事故

發(fā)生此類事故很多都由壓力引起，由于頂部壓力過大，使得工作面頂部被壓垮，雖然這類事故在煤礦井下采煤工作面頂板事故中占比較小，但是發(fā)生之后引起的后果會十分嚴重。

2.3 漏垮型冒頂事故

漏垮冒頂事故主要發(fā)生在采煤工作面的破碎頂板之中，除此以外，這類事故的影響范圍很大，波及面較廣。所以，在進行采煤工作中，要采取一定的管理措施。由于煤炭是我國的重要能源之一，所以煤炭的開采對我國的能源保障起到重大的戰(zhàn)略支援作用。但是由于地下環(huán)境的復雜性，所以在進行采煤工作時需要有效的頂板支持，頂板操作能給工作提供安全性與穩(wěn)定性。由此，在進行開展工作之前，要合理分析出煤礦井下采煤工作面頂板事故可能出現(xiàn)的原因，根據(jù)出現(xiàn)原因再設置出有關頂板管理措施，可以針對不同原因劃分具體的針對措施，利用有效措施來降低事故發(fā)生的概率[2]。

2.4 沖垮型冒頂事故

這類事故主要出現(xiàn)在堅硬的巖層中，因為工作時的煤礦采空區(qū)多為懸空，所以就很容易被外界所影響從而發(fā)生偏離或者倒塌，從而發(fā)生頂板事故。這種情況又被稱為局部巖塊冒頂事故，在事故發(fā)生之后則人員的傷亡將難以避免，由于此類事故的發(fā)生一般沒有預兆，由此預防難度也較大，所以在預防工作中要重點注意局部巖塊冒頂事故，避免此類事故頻繁發(fā)生。

3 煤礦井下采煤工作面頂板發(fā)生事故的原因

3.1 煤礦井下采煤工作面地質條件的影響

在煤礦井下采煤工作中可能會遇到斷層或破碎層等復雜的地質條件，對煤礦的安全開采產(chǎn)生巨大影響，影響正常開采工作的進行。所以在進行工作的過程中，要將地質情況勘探清楚，這樣才能保證施工中人員的安全。

3.1.1 斷層

當采煤工作面出現(xiàn)斷層時，那么開展頂板管理會有很大難度。這是因為在此等地質條件下大多數(shù)會有著斷層泥，而斷層泥遇到水會軟化，如果再加上其他外力的影響會導致坍塌的發(fā)生。此外，斷層的特殊地質條件下會影響到工作面的穩(wěn)定性，從而進一步影響頂板工作的發(fā)展。

3.1.2 破碎層

煤礦井下采煤工作經(jīng)常采用爆破方式，這類方式同時存在一定的弊端，因為采取爆破就會導致震動的發(fā)生出現(xiàn)，從而使巖體結構與土壤的穩(wěn)定性受到影響，也更容易造成崩塌，對工作帶來負面影響。

3.2 煤礦井下采煤工作方式的影響

采煤工作中工作方式不同會導致發(fā)生頂板安全事故，而且不同工作方式也會引起不同的頂板事故。例如，采煤工作時，支護不及時會導致冒頂、爆破設置不合理與爆炸藥量不合理會引起頂板安全事故，從而產(chǎn)生巨大經(jīng)濟損失。而地下環(huán)境的復雜隨著煤礦開采工作難度不斷增加，不可控因素增多。因此在煤礦開采中要合理優(yōu)化調整頂板設計，而且優(yōu)化過程中也要因地適宜，結合實際地形情況。減少對煤礦開采工作的干擾與影響，使頂板的作用能夠真正地得到發(fā)揮。

4 煤礦井下采煤工作面頂板管理措施

4.1 加強設備管理

設備是煤礦井下采煤工作開展的前提與基礎，設備的好壞關系著工作是否能夠順利進行，良好的設備能夠有效促進采煤工作的順利開展。所以安全生產(chǎn)是采煤工作順利推進的保證，在工作中也要結合不同地區(qū)的實際情況，盡可能地選擇最合適的設備來進行工作。因為液體支架是煤礦井下采煤工作面頂板管理中的常用設備，所以在進行液體支架的選擇時要十分謹慎。選擇液壓支架不僅要考慮支架的質量和性能，而且要考慮采煤工作面的實際情況以及煤層條件，同時在選擇支架高度與設備時也要有合理性。其次，要選擇合適的巷道支護方式來保護頂板，降低頂板安全事故的頻率，使得采煤工作面頂板更加穩(wěn)定與安全。最后，在設備管理工作中要注意設備是否有老化，如若磨損較為嚴重，則需要及時更換磨損設備，如有輕微老化現(xiàn)象也要及時上報。工作人員還需要在煤礦作業(yè)前進行檢測設備，方便及時發(fā)現(xiàn)并處理問題，使工作效率提高[3]。

4.2 加強環(huán)節(jié)管理

為保障采煤工作的順利實施，可以進行采煤工作面的頂板管理，這樣在很大程度上，利于提升人員與設備的安全性。采煤工作中針對頂板管理可以主要采取以下方面的措施：首先，注重維護相關機電設備。因為采煤工作離不開機電設備，因此平時工作要注重機電設備的檢修，及時進行異常處理，保障機電設備的正常使用，保證開采效率。其次，要保障支架的支撐力。支架的支撐力需要滿足一定標準才能達到工作要求，而支架所具有的良好性能可以減少事故發(fā)生，減輕頂板的壓力，提升工作安全性。再次，因為在實際工作之中需要用到液體支架，所以支架會被迫進行移動，而此過程會導致液壓支架的不穩(wěn)定。所以，當支架的偏移情況出現(xiàn)時，要及時采取相關的調整措施，使頂板和支架之間的連接性得到保障，使其一直保持貼合狀態(tài)。除此以外，支架之間要適當留有一定的距離，這樣能夠避免支架之間工作過程中的相互擠壓，避免更多失誤的出現(xiàn)。最后，在管理中也要結合實際情況來采取措施，落實好工作，使支架發(fā)揮正常作用，加強工作面頂板工作的穩(wěn)定。

4.3 加強技術管理

進行煤礦的井下采煤工作的過程中，需要采用相關的技術來進行操作，因為技術直接決定著采煤工作中的頂板的安全。所以對于采煤工作，必須使用最適宜的技術來進行操作，這樣會在很大程度上降低事故的發(fā)生率。另外，對于頂板的管理，需要相關的人員來進行專門化管理，對于不同的煤礦，其環(huán)境不一樣，所需要的管理模式也不相同，每一個煤礦都需要采用科學的管理手段，才能及時發(fā)現(xiàn)問題并且解決問題。在開采過程中，對于安裝完畢的頂板，需要請相關的專業(yè)人員來對其進行管理和控制，提前判斷其安全隱患，這樣可以有效減少安全事故的出現(xiàn)。在煤礦采煤的過程中，外界因素也會對施工產(chǎn)生很大的影響，所以要根據(jù)實際情況，采取針對性的防范措施，確保施工的安全性，盡可能減少事故的發(fā)生。因為在施工中，安全始終是第一位的，每一項施工都必須保證施工的安全，所以必須采取相應的措施，預防和化解安全隱患、安全問題，發(fā)現(xiàn)一個解決一個，始終把安全第一奉為第一宗旨，無論是技術方面的問題還是外界因素，都需要施工單位根據(jù)實際環(huán)境情況，做出最優(yōu)的判斷，選擇最合適的方案，將事故發(fā)生率降到最低，最大限度地保證施工中的人員安全[4-5]。

4.4 重視支護設計

為了對頂板可能出現(xiàn)的事故進行預防，十分重要并且必不可少的一個環(huán)節(jié)就是支護設計。支護設計分為四個方面：首先，需要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況，計算支護的強度，并且以此為依據(jù)，挑選出最適合該環(huán)境的支護支架和最佳的支架數(shù)量，這樣可以保證支架不出現(xiàn)意外；其次，如果底板比較軟，就需要適當增加底板的數(shù)量以此來維持底板最基本的支持力，并且還必須要做相關的實驗之后，方可投入正常使用，部分支護設計參數(shù)見表1；另外，對于特殊情況，要選取適當?shù)慕鉀Q措施，例如，如果施工中需要支撐力較大的頂板，那么在進行施工之前，就需要對巷道進行支撐，并且在實際施工之前，需要檢查巷道之中支撐板的質量，確保其支撐力能夠符合施工的要求，同時也需要保證材料質量過關，如果施工中存在壓力，那么就需要嚴格規(guī)定采煤的高度，這樣能夠避免因為高度過高而產(chǎn)生的安全事故，對于頂板管理，就需要根據(jù)實際情況來拉支架，這樣也可以避免冒頂事故的發(fā)生；最后，支護設計完成后，必須邀請相關的專家來對最終的施工進行安全性評估，并且請求專家發(fā)出改進意見，如果支護設計的可行性比較低那么相關的團隊就需要對其進行優(yōu)化，這樣才能及時高效地完成工作中可能出現(xiàn)問題，優(yōu)化施工的質量和效果。

5 結語

總之，頂板事故在煤礦井下開采工作中十分常見且難以避免，而且其發(fā)生會對工作帶來很大的消極影響。除此之外，有關人員調查研究發(fā)現(xiàn)，此類事故存在一定的發(fā)生規(guī)律，可以在一定程度上進行預防。因此工作中可以將采煤工作與實際相結合，實事求是，結合工作需求，加強頂板的管理，使工作安全性得到保障，推動正常工作的進行與煤礦產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展。