煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法探讨

发表时间：2020-04-10T01:57:44.205Z 来源：《科技新时代》2020年1期 作者：

[导读] 煤矿井下生产中的安全风险性极高，因此在煤矿井下采掘作业中，安全管理工作尤为重要。双鸭山市煤炭生产安全管理局 黑龙江省双鸭山市 155100

摘要：文章基于不同的煤矿顶板岩层类型，分析在煤矿采掘工作面中出现顶板事故的引发因素，针对各类顶板问题提出了顶板管理方法，以供参考。

关键词：煤矿采掘工作面；顶板管理；处理方法 1引言

众所周知，煤矿井下生产中的安全风险性极高，因此在煤矿井下采掘作业中，安全管理工作尤为重要。而在煤矿采掘作业中，大约1/3的安全事故是由于工作面顶板问题引起的，因此，采掘工作面顶板管理工作也成为安全管理工作中的重点。尤其是在目前人们对于煤炭资源的需求在稳步增长的同时，煤矿企业需要在提高生产效率和开采量的同时，更要提高对工作面顶板管理的重视，保障人员安全以及开采作业的顺利开展，实现煤矿企业经济效益的提升。 2煤矿顶板的岩层分类

在煤矿采掘工作面顶板管理工作中，主要的理论依据就是顶板的岩层状况，而根据岩层与顶板岩层位置的不同，主要分为伪顶岩层、直接顶岩层以及老顶岩层等三种。第一种就是在煤层上方比较轻薄的岩层，其在外部影响因素下容易出现垮落问题，并且可能会造成整片坍塌问题的出现，此类岩层的厚度通常在0.3m左右。第二种则通常在伪顶岩层的上方或者是在煤层上方，主要有页岩和砂岩组成，具有脆性大、容易出现垮落和坍塌等特点，比较容易在支架回撤的过程中对岩层的稳定性造成影响。第三种则通常在直接顶岩层的上方，但是不与其发生直接接触，因此在直接顶出现垮落时也不会对其造成影响。基于上述顶板岩层的不同类别，目前也将工作面顶板分为松软顶板、中等垮落顶板和坚硬顶板等类型。 3顶板事故的产生因素 3.1地质条件的因素

从此因素方面进行分析，在煤层顶板中如果存在原生裂缝问题，则会增加煤层的游离岩块数量，在这些具有较大体积的岩块的影响下就会对回柱工作造成影响，同时还会增加煤层的面顶应力作用的复杂程度，对煤矿正常生产作业造成影响。此外，在顶板下放进行支护架的搭建过程中，由于岩层的承载力较差容易出现坍塌问题，尤其是在受到外力影响时会出现坍塌事故，同时还会造成煤层顶层无法承受上述压力而出现二次崩塌的事故。 3.2工作面因素

在煤矿采掘现场中需要结合采掘作业要求和现场情况进行支护机构的设置，而且在设置时需要严格计算采煤机机头和机尾的位置，并做好此机构下人员活动范围和速度的控制。如果没有做好上述控制，出现了上述活动范围超出其支护范围的情况，容易造成矿井顶板松动的问题，加之顶板岩层本身存在松软的特点，容易发生垮落问题等顶板事故。 3.3巷道掘进因素

在巷道掘进作业中由于技术要求较高，需要作业人员具有较高的施工技术水平以及预判能力，但是由于巷道掘进中的不确定性危险因素比较多，容易由于工作上的疏忽和失误而造成顶部岩层的松动或破裂等问题。 3.4冒顶问题

在对新巷道进行不断掘进的过程中，随着采掘速度的改变也会改变顶板下沉速度，或者是为了追求开采进度而人为提高煤层开采速度，在此过程中由于顶板会不断下降，随着数量的增多就容易造成工作面支架失衡的问题，同时也会由于施工方法应用不当而影响煤层的稳定性并造成冒顶的问题。 3.5地下水和采高因素

在雨季或其他恶劣天气下容易增加煤矿采掘中的事故概率，这主要是岩层在水中长时间浸泡之后会造成岩体结构的软化而增加其发生事故的概率。这主要是水具有流动性，会降低结构强度，而且在雨水冲刷下会对矿井周围造成破坏并会由于水库蓄水而对矿井的稳定性造成破坏。采高的因素主要表现在数值过大会增加采掘工作面的顶板和底板之间的角力，这也会增加采掘作业时对顶板岩层结构造成影响。 4顶板管理问题处理方法

4.1对局部厚煤层进行加固的方法

在目前煤矿开采深度不断增加的同时也增加了煤层之间的压力，这就可以通过对局部厚煤层进行加固的方式来提升其承重能力。主要的方法一是构造带两侧支护方式。应用此方式来填充局部凹陷，实现支护结构完整性和科学性的提升。二是木垛支护方式。在采掘作业中需要增加开采高度时比较常用此种方式，可以提升支柱的稳定性并减少支柱位移的问题，表现出具有较大支撑面积和操作简便等优点。 4.2对工作面稳定煤层的管理

针对此种煤层需要结合国家相关规定来合理选择支护机构中的支架类型来做好安全防护工作，保证所选择的支架在符合标准的同时，还要确保底板与顶板结合位置能接实。此外，还要做好炮采作业中的放炮准备工作，做好放炮位置周围10m范围内的检查。而在顶板支护作业中，需要在爆破之后立即支护，防止出现空顶作业问题。并且要由经验丰富人员开展炮采工作。 4.3对掘进工作面与巷道顶板的管理

针对煤矿开采环境不断变化的问题，需要对跨度较大的叠加支护和锚索支护等方式进行积极应用，通过此种支护工艺的应用，比较适合在大型设备与工作面回撤活动中应用。而针对位置比较特殊的巷道顶板来说，则最好应用光爆锚喷技术，且通过巷道岩体的软硬程度来进行锚杆长度的选择，针对泥页岩等类型的软岩需要预留1.6m的松动范围。针对硬岩来说，则表现出良好的稳定性，但是同时要求锚杆的锚固力都要满足20kN~50kN的要求。 4.4稳定煤层顶板

想要对煤层顶板进行稳定，首先要通过质量核定工作的开展来保证支护结构的稳定与整齐。其次就是通过正确的支护方式来开展煤层顶板管理工作。再次就是做好初次放顶工作之间的衔接，而且要明确每个环节中具体工作人员的职责内容。最后就是要做好开采作业中顶板支撑压力的实时测量作业。 5结语

在煤矿采掘工作面中，由于地质条件、工作面、巷道掘进、冒顶问题以及地下水和采高等因素而增加了顶板管理难度以及安全事故发生概率。为此，就需要在此采掘作业中做好顶板管理工作，具体地说就是要合理利用局部厚煤层加固方法、工作面稳定煤层的管理方法、掘进工作面与巷道顶板的管理方法、稳定煤层顶板等管理方法，此外，还要做好对工作人员的专业培训工作，切实保障煤矿采掘作业安全。 参考文献：

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