頂板管理在采礦安全管理中的應用研究

陳 濤

（山東能源新礦集團內蒙能源長城三礦，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

礦產采掘因其在較為復雜的地質中開展工作，故具有很大的危險性。現今主要采用的挖掘方式為井下作業，單純的露天礦較為稀少。采掘工作面頂板管理問題作為礦產開采企業時刻關注的方向，要采取一系列嚴格措施避免出現頂板事故的發生。由于礦產采掘具有較大規模，故一旦出現安全生產事故，會直接導致工作人員傷亡，并嚴重影響到企業的后續生產，進而造成生產效益無法保障。礦產企業應重視頂板安全管理，切實維護好工作人員的生命安全。

1 頂板管理中的頂板巖層分類

頂板是保障礦產生產人員生命安全的必備設施，通過對巖石進行加固，使巖石始終處于較為穩定的狀態下，從而有效避免各類塌陷事故。偽頂的主要成分是炭質頁巖，因其較薄故容易產生脫落。直接頂的主要成分是砂質及泥質頁巖，此類巖層穩定性較差，極易在完工后產生塌落。老頂的主要成分是由砂巖及石灰巖組成，因其較厚且質地堅硬，故不易產生垮塌。

2 礦產采掘工作面頂板管理問題分析

（1）周邊環境對頂板的影響.礦區周邊的地質條件直接關系到頂板的牢固性，使得礦物層顯現出小裂縫，降低頂板承受能力。加之礦產開采時會應用到爆破工作，若沒有系統進行礦區周邊地質測量，將會嚴重影響到頂板的正常使用，甚至會導致其出現塌陷事故。

（2）工作面兩端的機頭與機尾位置的影響。在開展礦產采掘工作時，會經常依據施工計劃的要求變化采掘地點，搭建好的支架需要反復拆除及再次組裝。如在組裝時產生某一零件的損壞，勢必會影響到支架的安全性能，嚴重時可致使機頭出現脫落問題。機頭及機尾相對難以控制，故相關人員要及時做好位置的準確記錄，采取必要措施保障零件的緊密度。

（3）頂板表面破損產生的影響。頂板破損的原因主要為斷層發生改變，從而產生一定的塌陷風險。此類問題的主要解決措施為填充巖層，加強穩定性。但由于巖層填充后再次遭到損壞后會改變內部性質，填充法僅能夠保證巖層穩定性增加，并非是恢復到破壞前的狀態，因此一旦頂板塌陷即產生重大損失。

（4）頂板易出現的各類冒頂問題。巷道開采時要加強其支護效果，避免在掘進過程中出現巖石與頂板產生塌落。如安全措施未能做到位，則可使得支護下過降低，不利于頂板安全。由頂板下沉、頂板破碎等造成的冒頂問題容易造成較為嚴重的后果，故應在生產中嚴格實施操作規范，降低事故發生概率。

（5）施工人員的專業技能及職業素養不足。礦產采掘是一項具有高危險及高技術性的工作，參與其中的人員素質直接影響到工程施工的安全及進度。由于礦產企業施工過程中較易忽視施工人員的綜合素質，故造成人員聘用時并未對其進行全面考核，造成施工人員普遍存在專業技能及職業素養較低，不利于礦產施工的順利進行。

3 礦產采掘工作面頂板管理問題的處置方式研究

礦產采掘工作面頂板是保障施工人員安全的重要措施，并且極大提升了礦產開采效率。要將頂板管理作為重點問題，運用先進的技術管理手段，從而有效降低了各類生產事故的發生概率。

（1）提高采掘工作面頂板的管理及穩定性。礦產施工企業在進行采掘工作中，要嚴格遵守各類操作規范及技術標準，使頂板穩定性得到保障。施工人員要做好充分的防護措施，在保證安全的前提下，促進礦產資源的開采效率。要及時檢查頂板使用狀況，一旦發現隱患，需立即停工組織搶修。

待頂板問題得以妥善解決后方可再次開展礦產采掘。某些強度較高的頂板要加強支護管理力度，并指派專人檢查頂板使用狀況。支護管理時應采取增加兩側支護面積的方式，通過增加支撐面積，使得支撐力得以分散。此方法具有簡單易操作、效果較好的優勢，故得到了廣泛采用。

（2）加強對加固局部頂板的管理。隨著掘進的不斷深入，施加于礦產層上的壓力逐漸增加，可造成礦產層分散。如壓力一直上升，則可在一定時間內影響到礦產層的穩定性，進而造成各類生產事故，嚴重威脅到了施工人員的生命安全。故在頂板管理中應重視對局部頂板的加固工作，增加礦產層的抗壓能力，此類方法可有效抑制礦產事故的多發趨勢。

（3）加強棚頂的頂板安全管理。棚頂的安全管理取決于端面距長短、頂板冒落高度，一般冒高及端面距離為1m，可在塌冒區鉆眼并插入鋼針對棚頂進行初步固定。如頂板冒落高度或者端面距偏離安全范圍較嚴重，應及時在頂棚內進行相關作業，此過程中需防止出現片幫，進而威脅到施工人員的安全。要從冒落區一端開始設置2個～3個鋼梁，隨后進行敲幫問頂等措施。由于頂板的穩定性較差，故具有產生二次冒落的可能性，因此要設置液壓支柱，保障鋼梁的安全性。

（4）穩定礦產層的頂板安全管理。頂板的安全防護是一項重要工作，能夠有效保障施工人員的安全性。應嚴格檢查頂板支護等級，使支護工具能夠切實發揮出應有效果。故應加強支護的牢固度及整齊性，且要將其于頂底板連接緊密。在后期要加強檢修頻率，使其質量達到優良，避免產生安全事故。各類支護要依據正確的使用方式做好連接，使其能夠切實保障安全生產。初次放頂是一項關鍵工作環節，應在確保各種防護措施到位的情況下，方可開展此項施工。整個過程中要落實安全生產責任制，從而最大程度維護施工人員的安全。在放頂完畢后，還應使用頂板動態儀測量其壓力變化，并依據測得的數據采取相應措施，將冒頂事故發生概率降至最低限度。

（5）做好施工人員的安全培訓及日常管理。采掘工作面頂板管理工作涉及環節較多，應在各個環節均設立相應的管理人員，并實施責任落實制，指派每名員工均參與到日常管理中。在工程開工后，應堅持制定好的預案開展實施，如沒有嚴重問題不得改變頂板安全管理制度。

4 結語

在各項科學技術飛速發展的現今，礦產開采技術得以顯著提升。頂板管理問題直接影響到礦產開采的質量及效率，并直接影響到施工現場的安全生產。由于頂板支撐力及垮落等問題較易發生，對施工人員的生命安全構成了嚴重威脅。頂板管理是采礦工作中極為重要的一項工作，相關管理人員要切實從思想上對其予以充分重視，并依據相應的科學管理技術做好頂板管理，保障施工人員的生命安全，從而有效維護礦產生產秩序。管理人員應對此類安全問題予以充分重視，要加強對一線施工人員的安全意識培訓及技能培訓，并通過不斷豐富及改進施工技術，有效融合施工環節的關聯性及緊密性，從而有效提升礦產資源的開采速度及質量。