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有限責任公司，貴州 黔西 551519）

引言

在煤礦開采過程中，最重要的工作是保障煤礦生產的安全性。但是，目前我國煤礦生產中安全事故發生概率依舊較高，而且掘進工作面的頂板支護問題是導致煤礦生產中安全事故發生的主要原因。因此，在煤礦開采作業過程中，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定狀態，工人在不穩定頂板下作業時存在很大的安全性。因此，保證掘進工作面支護狀態完好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，巖體結構的平衡狀態發生變化。在這個過程中，巖體的應力會重新分布，會導致巖體破壞，這是一個持續過程，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有效支護。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。這樣可以保證工作面頂板的長期穩定性，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，要及時發現工作面頂板支護中存在的一些問題，并向有關負責人反映，以確保放炮作業期間的安全性。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象，應該對頂板進行及時支護。在支護過程中，若發生了大面積冒頂，應該立即停止作業，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、數量、尺寸等信息進行逐步完善，嚴控作業流程。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，上覆巖層就會產生運動，其應力重新分布。隨著工作面持續推進，采煤量也增加，頂板前后以及側向支撐壓力都發生了規律性的改變，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律。正常進行巷道挖掘時，在上一區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律可知，一般的側向支撐壓力要想完全穩定，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，煤層的頂板會出現不同程度的離層。頂板的下沉量比較大時，會導致煤層頂板變得極不穩定，容易發生冒頂事故。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，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時，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，并將檢測的數據記錄在冊以便于管理時查看。在監測和檢查過程中，若發現頂板的支護出現了異常情況，例如所用的錨桿附近出現了很多裂紋，鋪設的金屬網出現了局部鼓包現象，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段，每個區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控，以免發生嚴重的頂板事故。此外，責任人應該對負責區域內的支護設備要做到定期的檢查和維護，降低設備發生故障的可能性。

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定性。現階段，我國煤礦安全事故時有發生，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，其會直接影響到煤礦開采過程中的效率，同時對于保護井下作業人員的人身財產安全也具有重大意義。