采煤工作面頂板管理及其措施研究

劉 峰，李棟浩

(鄭州煤電股份有限公司告成煤礦，河南 登封 452470)

0 引言

隨著淺部煤炭資源開采殆盡，進入深部開采已經成為了很多煤礦企業面臨的實際問題，在深部開采過程中，做好采煤工作面頂板管理工作難度更大、要求更高，各種類型的頂板事故發生概率也出現了不同程度的增加。因此，對采煤工作面頂板管理及其措施進行分析有著較為重要的意義。

1 采煤工作面頂板分類

按照采煤工作面頂板位置來看，可分為偽頂、直接頂及老頂。按照頂板管理方式的不同，可以分為堅硬頂板、易垮落頂板、中等垮落頂板、塑性彎曲頂板，不同類型的頂板需要采取的頂板管理方式不同。

2 存在的主要問題

2.1 采煤工作面頂板管理理念較為落后

隨著開采深度的不斷增加，在深部采煤工作面整體的地質情況相對于淺部工作面開采有著較大的不同，傳統的工作面頂板管理模式表現出較大的不適應性，特別是很多在淺部頂板管理工作中能夠取得較好管理效果的管理舉措，在深部采煤工作面頂板管理中并不能取得預想的管理效果，需要對頂板管理理念進行及時有效的調整。但是從現實情況來看，傳統的頂板管理理念仍舊大量存在，導致頂板管理工作并不能取得較好的管理效果，也增加了采煤工作面出現安全事故的概率。

2.2 采煤工作面頂板管理人員總體素質相對偏低

采煤工作面頂板管理素質整體不夠高，具體體現在以下幾個方面：采煤工作面班組為追求任務的迅速完成，經常不顧實際強制要求工人加班趕工作進度，罔顧工作面開采規律，盲目追求任務完成，致使頂板管理中存在較大安全隱患。采煤工作面頂板管理人員的構成中，多數是農民工，文化素質普遍低下并且不固定，難以進行穩定的安全培訓。管理人員安全意識缺乏，流動性大，這導致采煤工作面頂板管理難度加大。

3 提升采煤工作面頂板管理效果的相關措施

3.1 強化對采煤工作面的施工監管

由于井下地質條件復雜多變，在開采過程中，雖然對頂板條件進行了探測，掌握了一定的頂板地質情況，但由于受到地質復雜程度及探測效果等方面因素的影響，出現各種類型突發情況的概率相對較高。因此，為了更好地提升頂板管理效果，在開采過程中，應強化對采煤工作面的施工監管，重點是采集和研判開采過程中各種數據情況，對可能出現的頂板事故做好預防性措施，結合采煤過程的變化，制定出更為針對性的頂板管理措施，這對于確保頂板管理效果是非常關鍵的。

3.2 針對不同類型的頂板采取針對性的管理措施

不同類型的頂板需要的管理措施不同，因此，為了提升頂板管理效果，應當結合不同類型的頂板采取針對性的管理措施。①對于類拱式結構頂板。在進行管理時，應當采取“支與護”相結合的方式，通過加強支護實現對類拱式結構頂板的支撐，實現支架支撐力和巖石重量相平衡，強化頂板保護控制，通過增強管理頂板水平，防止出現由于較大的礦壓而給采煤工作面正常開采帶來安全威脅。②對于拱梁式結構頂板。在進行頂板管理時，應重點增強支護力度，通過較強的支護強度實現對直接頂巖石重量的有效承載，這個過程需要最大限度地減少老頂和直接頂之間的空間，支架頂梁需能夠實現頂板的有效支撐，防止出現“死架”問題。③對于整體垮塌是頂板。該類頂板的特點是周期來壓相對較小，但在工作面和裂隙形成平衡時，就會形成垮塌式結構。在對該類頂板進行管理時，應提前采取措施對頂板進行弱化，從而有效地減少放頂強度。同時，需控制工作面頂板出現的裂隙和工作面方向所夾的角度超過12°，對于控制工作面頂板穩定性非常關鍵。④對于梁式結構頂板，應注意工作面頂板控制的“支與讓”，為了防止出現直接頂斷裂的問題，應當選擇使用放頂法做好頂板處理，利用可縮量支柱的調節性，推動梁式結構頂板和工作面直接頂相互適應，適當加大工作面推進速度，在周期來壓之前完成工作面推進。此外，為了更好地提升工作面頂板管理效果，可充分利用在線監測壓力的方式做好對工作面頂板的在線監測。具體實施時，可將在線監測壓力表安裝在采煤工作面順槽中，同步進行工作面推進和頂板壓力變化監測，并同步制作頂板壓力變化曲線，技術人員根據頂板壓力變化曲線直觀地掌握頂板變形情況，為采取針對性的頂板管理策略提供出定量的數據支撐，這也是當前做好采煤工作面頂板管理工作的主要方向之一。

3.3 采取綜合性采煤工作面頂板管理措施

隨著礦井開采深度的不斷延伸，單一的頂板管理方式，在很多情況下已經不能滿足深部采煤工作面頂板管理需求，選擇使用綜合性采煤工作面頂板管理措施已經成為了必然。在具體實施中，首先，應從液壓支架的工作阻力、初撐力等參數分析入手，在頂板得到控制的基礎上，適當提升頂板控制強度，可選擇使用高一級頂板下沉幅度支架。同時，注重采煤工作面礦壓的觀測，確保礦壓控制在合理的范圍內。做好液壓支架的檢修工作，保證液壓支架支護質量，特別是對泵站出液壓力應設定超過技術要求，確保支架能夠提供出足夠的支撐力，防止頂板出現直接離層量。若頂板出現了懸露面積較大的情況，沒有順利垮落，則應采取針對性強制放頂措施，可借助傾斜深孔爆破切槽完成。此外，在采煤工作面過斷層或者其它地質構造時，應結合不同的地質構造，科學適當減少控頂的時間，并注重對工作面端頭的支護。

3.4 加強對采煤工作面頂板管理人員的培訓工作

采煤工作面頂板管理人員總體素質水平會直接影響到采煤工作面頂板管理效果。針對當前采煤工作面頂板管理人員綜合素質相對偏低的實際情況，全面加強采煤工作面頂板管理人員培訓工作非常關鍵。在具體培訓過程中，應注重理論培訓和實踐培訓相結合的方式，全面提升培訓工作的實效性。在理論培訓過程中，注意將當前取得較好培訓效果的座談會、交流會及專家講座等方式應用到培訓中，防止過多的應用灌輸式培訓。同時，注重實踐培訓對理論培訓的強化，可根據理論培訓內容，安排技術人員在取得較好頂板管理效果的一線進行參觀學習，全面實現頂板管理人員綜合素質的全面提升。此外，可將培訓考核制度納入到培訓中，同時將考核與一線頂板管理人員的待遇水平相聯系，全面提升技術人員參與培訓的積極性和主動性。此外，還應當注重對采煤工作面頂板管理制度的完善，充分結合當前深部開采中頂板管理工作面臨的新情況、新問題，找出傳統頂板管理制度中存在的薄弱環節，以更為完善的制度推動各項采煤工作面頂板管理工作高質高效的開展。

4 結語

全面做好采煤工作面頂板管理工作對保證生產的可持續性和安全性有著非常重要作用。但是從具體管理工作開展情況來看，很多方面還有著較大的提升空間。因此，這就需要煤礦企業全面認識到做好頂板管理的重要性，科學合理地對工作面頂板進行分類，結合采煤工作面的實際開采情況，采取針對性的措施，全面提升采煤工作面頂板管理效果。