煤礦掘進工作面頂板支護管理技術

孫彩剛

（河南能源化工集團黔西金坡煤業(yè)有限責任公司，貴州 黔西 551519）

引言

在煤礦開采過程中，最為重要的工作便是保障煤礦生產(chǎn)的安全性。但是，目前我國煤礦生產(chǎn)中安全事故發(fā)生概率依舊較高，而且掘進工作面的頂板支護問題是導致煤礦生產(chǎn)中安全事故發(fā)生的主要原因。因此，在煤礦開采作業(yè)過程中，要求應當進一步的強化頂板支護管理工作，從而保障煤礦開采的安全性。

一、掘進工作面頂板支護管理重要性

在掘進過程中，掘進工作面前方的頂板處于不穩(wěn)定狀態(tài)，工人在不穩(wěn)定頂板下作業(yè)時存在很大的安全性。因此，保證掘進工作面支護狀態(tài)的就可以保證工作面的安全性。在進行掘進時，工作面前方的巖體處于破碎狀態(tài)，巖體結構的平衡狀態(tài)發(fā)生變化。在這個過程中，巖體的應力會重新分布，這會導致巖體破壞是一個持續(xù)過程，這時若不采取及時的支護措施，掘進工作面的頂板下沉量會增加，頂板會發(fā)生垮落。因此，在掘進完成后，必須采取有效的措施對工作面的頂板進行支護。與此同時，在進行支護時不能影響掘進工作，否則會導致施工速度緩慢。這就要求在進行支護時，必須采取措施對頂板支護進行管理，以保證整個施工過程的安全性。

由于現(xiàn)在的掘進工作面的支護多采用的是液壓支架對頂板進行臨時支護，為了保證臨時支護的有效性，應該選擇類型合適的液壓支架。若液壓支架的支護性能不能滿足工作面頂板支護的要求時，應該采取及時的補救措施，例如采取單體液壓支柱進行單點支護，以確保對工作面頂板能進行有效地支護。與此同時，應該對頂板進行永久支護措施，一般采取打錨索或錨桿的方法進行支護，在頂板比較破碎的情況下，可以采用鋪一層金屬網(wǎng)。這樣可以保證工作面頂板的長期穩(wěn)定性，以利于頂板的后期支護。

在工作面放炮掘進階段，進行頂板支護管理時，要及時發(fā)現(xiàn)工作面頂板支護中存在的一些問題，并向有關負責人反映，以確保在放炮作業(yè)的安全性。此外，在進行安全隱患處理時，應該確保掘進工作面后方巷道的通暢性。在放炮施工過后，應該避免長時間空頂現(xiàn)象，應該對頂板進行及時支護。在支護過程中，若發(fā)生了大面積冒頂，應該立即停止作業(yè)，待確定安全方案后方可進一步施工。

二、加強頂板支護管理的措施

（一）強化巷道頂板承載能力

前期準備工作有：第一，選擇合適的支護方式，這要綜合分析礦壓以及井下地質構造情況，針對重點施工區(qū)域，制定完善的安全技術方案。第二，在對頂板支護進行設計施工時，要對臨時支護形式、支護頂板方式、材料、數(shù)量、尺寸等信息進行逐步完善，嚴控作業(yè)流程。巷道在挖掘的時候，圍巖最初的承受能力就被破壞，加之回采工作的影響，上覆巖層就會產(chǎn)生運動，其應力重新分布。隨著工作面持續(xù)推進，采煤量也增加，頂板前后以及側向支撐壓力都發(fā)生了規(guī)律性的改變，要想確保巷道開挖位置和時間掌握的正好，就需要計算和了解上述規(guī)律。正常進行巷道挖掘時，在上一區(qū)段工作面頂板不運動后，選擇普通巷道，此時側方向頂板已不運動，老頂觸矸，繼續(xù)挖掘對頂板結構的形成不會形成影響。實際測量側向支撐壓力規(guī)律可知，一般的側向支撐壓力要想完全穩(wěn)定，大概需要兩個月左右，位置在工作面后方50m的地方，所以，沿空掘巷的時間應該大于這個值。第二種技術的核心就是掌握巷道開掘位置，一共有A、B、C、D四個地方，A點和B點是有煤柱互巷和大煤柱的位置，C點為沿空掘巷留有小煤柱的位置，D點是沿空掘巷位置。

（二）局部厚煤層頂板支護管理

在掘進時有時會遇到一些煤層局部厚度較大，此時進行掘進時礦山壓力會增加，在煤層的頂板會出現(xiàn)不同程度的離層。這是頂板的下沉量會比較打，會導致煤層頂板的變得極不穩(wěn)定，容易發(fā)生冒頂事故。因此，在這種情況下，為了保證掘進的安全性，需要對煤層頂板進行加強支護，例如采用支撐阻力更大的液壓支護。針對局部區(qū)域頂板比較破碎的情況下，還需要在煤層頂板上鋪設一定的金屬網(wǎng)，以防頂板破碎時巖塊的掉落造成安全事故。這就要求在選擇支護方式，要全面考慮到頂板的完整性從而選擇更好的支護方式。

（三）做好頂板支護的管理

在掘進工作面支護完成后，為了保證支護的可靠性和穩(wěn)定性，需要工人定期對頂板支護整體的效果進行檢測，并采用相應的儀器對局部支護的強度進行抽檢，并將檢測的數(shù)據(jù)記錄在冊以便于管理時查看。在監(jiān)測和檢查過程中，若發(fā)現(xiàn)頂板的支護出現(xiàn)了異常情況，例如所用的錨桿附近出現(xiàn)了很多裂紋，鋪設的金屬網(wǎng)出現(xiàn)了局部鼓包現(xiàn)象，這是需要立即向有關負責人進行反映，以免這些異常情況引起嚴重的煤礦安全事故。由于掘進的巷道比較長，為了提升管理的效果，應該將巷道的分成若干區(qū)段，每個區(qū)段都應該有一個責任人。在巷道的實際運行過程中，責任人要對整個負責段內的巷道進行嚴格的監(jiān)控，以免發(fā)生嚴重的頂板事故。此外，責任人應該對負責區(qū)域內的支護設備要做到定期的檢查和維護，降低設備發(fā)生故障的可能性。

結語

強化井下掘進工作面頂板結構支護管理，可以確保掘進施工中的安全性與穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，我國煤礦安全事故時有發(fā)生，而且很多的安全事故均是由于支護工作未能做到位，因此，進一步的強化煤礦掘進工作頂板支護管理水平，是確保掘進工作面施工安全性的重要保障，其會直接的影響到煤礦開采過程中效率，同時對于保護井下作業(yè)人員的人身財產(chǎn)安全也具有重大意義。