煤礦采掘工作面頂板管理問題的處理策略研究

賀立岳 種志敏

摘 要：隨著煤礦采掘技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤炭生產(chǎn)的安全問題得到了有效保證。頂板對(duì)保證煤礦采掘工作的安全尤為重要，因此在煤炭生產(chǎn)中要加強(qiáng)對(duì)工作面頂板的管理。本文通過對(duì)煤礦頂板管理中頂板的巖層、出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并提出處理煤礦頂板管理問題的策略，從而加強(qiáng)煤礦采掘安全。

關(guān)鍵詞：頂板；巖層；問題；策略

0 引言

在近幾年的煤礦安全事故中，頂板事故大約占總事故的1/3，因此必須要加強(qiáng)對(duì)工作面頂板的重視，分析頂板巖層的特性、頂板出現(xiàn)問題的原因，并制定相關(guān)策略，保證頂板的安全性，保證井下人員的生命安全，減少事故的發(fā)生。

1 煤礦頂板管理中的頂板巖層分類

在礦井內(nèi)，頂板管理主要是為了保證作業(yè)人員的安全，對(duì)巖體進(jìn)行支護(hù)，保證巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)，防止巖體破損或變形造成坍塌等事故。由于地質(zhì)條件的不同，采掘工作中對(duì)頂板的管理要求也是不同的。

目前頂板巖層大致可分為3類，從巖層的位置來劃分，在煤層上方分別為偽頂、直接頂、老頂。偽頂主要由炭質(zhì)頁巖組成，其特點(diǎn)為厚度較小，在開采煤時(shí)容易掉落。直接頂主要由頁巖、泥質(zhì)頁巖和砂質(zhì)頁巖組成，這部分的巖層在工作面回撤時(shí)容易垮落。老頂是由砂礫巖、砂巖及石灰?guī)r組成，厚度較大，并且較為堅(jiān)硬，開采煤時(shí)不容易垮落。頂板各巖層的特點(diǎn)是不一樣的，從厚度和硬度上看，老頂巖層最大，偽頂巖層最小，因此要根據(jù)巖層的特點(diǎn)選擇頂板。如若是選錯(cuò)頂板將會(huì)造成頂板碎裂、裂縫等問題，嚴(yán)重的會(huì)造成安全事故。

2 煤礦采掘中的頂板管理問題

2.1 頂板碎裂問題

采掘煤礦時(shí)，無論是爆破還是采用大型機(jī)械，都會(huì)給頂板帶來巨大的壓力或沖擊力，當(dāng)頂板所承受的壓力超出其最大值時(shí)，頂板會(huì)產(chǎn)生破碎現(xiàn)象，從而導(dǎo)致周圍巖體變形，采空區(qū)坍塌、掩埋，對(duì)井下工作人員的生命安全造成巨大危害，從而發(fā)生重大的安全事故。

2.2 煤層裂縫問題

通過對(duì)頂板巖層的分析，煤層與巖層之間是存在著明顯的空隙和界限的，使得煤炭采掘工作更為清晰，但如果當(dāng)煤層發(fā)生裂縫情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致煤層之上的巖層產(chǎn)生松動(dòng)，當(dāng)爆破或使用大型機(jī)械進(jìn)行開采工作時(shí)，松動(dòng)的巖層受外力的影響，很容易導(dǎo)致與煤層一起脫落，對(duì)頂板造成巨大壓力，使頂板出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象，從而發(fā)生坍塌事故。

2.3 冒頂問題

在煤礦采掘中，會(huì)不斷掘進(jìn)新巷道，新巷道掘進(jìn)過程中，會(huì)因施工方法的選擇不當(dāng)，巷道連接處發(fā)生冒頂問題，煤礦采掘最大的特點(diǎn)是頂板下沉速度與煤層采掘的速度成正比，若煤企為了提升生產(chǎn)效率，不斷加大煤層開采的速度，就會(huì)加大頂板下沉的速度，一旦頂板出現(xiàn)數(shù)量較多及較大的巖塊時(shí)，就會(huì)影響工作面中支架的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)煤層整體的穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生影響，頂板就會(huì)出現(xiàn)冒落問題，進(jìn)而發(fā)生頂板事故。

2.4 巷道掘進(jìn)問題

巷道掘進(jìn)作為煤礦采掘的重要工作，在頂板管理中也存在危險(xiǎn)因素，根據(jù)近幾年的安全事故，在巷道掘進(jìn)工作中，工作人員的失誤操作會(huì)造成周圍巖體破碎、煤層產(chǎn)生裂縫等問題，一旦出現(xiàn)這種情況頂板所承受的壓力就會(huì)增大，頂板松軟的地方就會(huì)破碎，發(fā)生坍塌，造成安全事故。在巷道內(nèi)，對(duì)于支護(hù)工作有著較高的要求，如果頂板穩(wěn)定性較差，會(huì)出現(xiàn)冒落的現(xiàn)象，同樣會(huì)對(duì)井下職工的生命安全造成威脅。

3 煤礦頂板管理問題的處理策略

3.1 加強(qiáng)礦井內(nèi)爆破作業(yè)管理，及時(shí)處理采空區(qū)

從上述分析中已知出現(xiàn)頂板管理問題的原因之一，是由于頂板受到爆破、采掘作業(yè)產(chǎn)生的沖擊力而導(dǎo)致巖層松動(dòng)、變形，導(dǎo)致頂板受到巨大的壓力，造成頂板破碎，發(fā)生坍塌事故，因此在爆破作業(yè)中，要加強(qiáng)對(duì)其的管理，規(guī)范操作。在爆破前對(duì)周圍進(jìn)行細(xì)致的檢查，如若出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)停止爆破工作。同時(shí)要縮小采空區(qū)范圍，礦井開采到一定程度，會(huì)使采空區(qū)的范圍不斷擴(kuò)大，帶來的危險(xiǎn)因素也會(huì)隨之增大，因此在開采過程中要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行及時(shí)處理，采用填充或者垮落的方式進(jìn)行處理，保證井下安全。

3.2 加強(qiáng)頂板和支護(hù)新技術(shù)管理

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在頂板支護(hù)中新工藝也得到了應(yīng)用，為了保證井內(nèi)安全，必須要加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用管理。在支護(hù)工作中，采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)，新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)工作人員也提出了新的要求，必須要規(guī)范操作，對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，在支護(hù)工作中，與支護(hù)無關(guān)的人員要撤至安全區(qū)域。對(duì)于頂板來說也是如此，新的工藝能夠提高礦井內(nèi)的安全性，必須要規(guī)范新技術(shù)，發(fā)揮新技術(shù)的作用。

3.3 加強(qiáng)對(duì)煤礦頂板管理支護(hù)技術(shù)的監(jiān)測(cè)

頂板管理中的支護(hù)工作非同小可，支護(hù)的穩(wěn)定性關(guān)系著在巷道掘進(jìn)時(shí)是否能夠支撐工作面，保證職工的安全，因此必須要對(duì)支護(hù)工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)，首先在支護(hù)前要對(duì)工作人員進(jìn)行考核，確保每位支護(hù)工作人員掌握熟練的支護(hù)技術(shù)，同時(shí)做好支護(hù)前的準(zhǔn)備工作；在支護(hù)工作時(shí)，要確定周圍無其他無關(guān)人員或危險(xiǎn)因素，并監(jiān)督支護(hù)人員的支護(hù)工作，一旦發(fā)現(xiàn)失誤操作，能夠及時(shí)進(jìn)行制止，避免在支護(hù)完成后存在危險(xiǎn)因素；支護(hù)完成后要對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)并作記錄。此外，支護(hù)工作人員要定期對(duì)其進(jìn)行檢查，避免問題的發(fā)生。

4 結(jié)論

煤礦采掘中的頂板管理不容小覷，與礦井內(nèi)的職工生命安全有著重大的關(guān)系。本文通過分析煤礦頂板巖層的特性以及在頂板管理中常出現(xiàn)的問題，提出了加強(qiáng)技術(shù)管理、規(guī)范操作、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的策略，從而保證煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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