煤礦綜采工作面的頂板管理方法探析

＊蘇彥強

（華陽集團新景公司 山西 045000）

引言

煤礦安全是煤礦開采過程中需要首先解決的問題。煤礦開采過程中原始地層的平衡性遭到破壞，導致安全事故時有發生。在煤礦安全事故中，頂板事故的發生次數位于煤礦六大事故的首位。因此，預防煤礦頂板事故是煤礦安全工作的主要內容之一，其關鍵在于對工作面的頂板進行管理。煤礦頂板事故的發生多是由工作面前方頂板管理不善造成的，在原則上是可以避免的。本文圍繞綜采工作面頂板事故展開分析重點探討了加強綜采工作面頂板管理的一些措施。

1.煤礦綜采工作面頂板管理的內容

如今，我國在針對礦井展開開采過程中，應用頻次較高的掘進方法中囊括了綜采工藝，并且能夠應用液壓支架針對礦井綜采工作面中的頂板展開支撐防護。地質狀況比較復雜，造成液壓支架的統一性較低，因此給予了礦井施工單位眾多的標準，在選取液壓支架期間需要根據具體狀況展開科學的選取，在一定程度上確保礦井施工的安全性。液壓支架的應用作用為適當的給予頂板支撐作用，從而管控頂板的形變。液壓支架的支護形式并非主動的，因此液壓支架的效用需要在周邊巖層出現形變期間方能夠展現出來。因此，必須依照特性的原理展開液壓支架的選取：首先，液壓支架必須具備良好的支護強度。在選取液壓支架期間，最為重要的條件為依據地表下方的施工深度和具體的地應力情況展開工作阻力的測定，進而確保在選取液壓支架期間具備比較科學的參照標準。其次，必須確保液壓支架的支撐保護方式的科學性。進行液壓支架選取期間，需要關注的條件為液壓支架的支撐強度與支撐方式，并且必須確保支架為能夠調節的類型。在達到上述條件的基礎上，方能夠良好的管控綜采施工面的頂板，但是在借助頂板管控綜采施工面的過程中，必須關注采空區相關工作的開展。由于我國已經步入了深度掘進的行列，因此在開展施工面頂板工作期間十分關鍵。若是想要確保回采工作的順利，必須在礦層回采結束的第一時間針對施工面頂板展開垮落，同時針對采空區展開良好的支撐。礦層掘進工作完成后，液壓之間容易發生回縮情況，因此其支護效果會降低，在荷載作用力的條件下，頂板可能發生破碎現象。一般條件下，針對采空位置頂板的管控通常會應用垮落法，其主要是在礦層掘進之后采空位置應用破碎的頂板進行填充。若是頂板厚度較大，同時垮落比較困難，則需要展開強制放頂操作。如今應用比較廣泛的強制放頂操作為頂板注水、松動爆破水壓裂等方式。

2.綜采采煤常見頂板管理問題

(1)直接頂推垮型冒頂

綜采期間，直接頂推垮類別冒頂情況的發生可能導致頂板碎裂，同時通過循環崩塌的模式持續的增加損壞范圍。綜采支護頂板碎裂期間，頂層發生移動期間容易造成各種構造發生破壞，增加頂板冒頂損壞范圍。因此，礦井公司需要在直接頂推垮類別冒頂情況發生的第一時間采取良好的方式展開防治、處理，防止事故持續的惡化。

(2)直接頂局部冒頂

礦產掘進施工不符合標準可能導致頂板出現位移，造成頂板小范圍內發生冒頂情況。冒頂問題的出現一般條件下會約束小范圍，所以導致的損失不大。

(3)礦山壓力顯現劇烈的原因

礦井施工期間時常會出現煤山壓力現象程度較大的情況，通常展現為液壓支架出現問題。通常情況為關注液壓支架的性能與工作阻力較差。此類現象通常出現在工作面兩側的支護位置，就算不引發比較重大的安全問題，同樣還能夠在一定程度上降低施工面的回采效果。所以，在針對孤島施工面展開施工期間，同樣可能出現此種情況。若是礦層底板相對較軟，施工面的液壓之間可能出現塌落，此種情況下容易發生礦層底板移近加深的情況。

3.改善綜采工作面頂板管理的方法

(1)加強地質勘探

通常條件下，礦井頂板問題的出現和礦層的地質結構之間聯系比較緊密。個別地質構造位置，巖層碎裂程度比較嚴重，譬如陷落柱與斷層。針對此類地質結構位置展開掘進期間，出現冒頂問題的概率較高。針對巖層碎裂位置，能夠借助地質勘測進行查看。具體施工前期已經針對施工位置的礦層地質結構展開良好的勘測，不過通常應用的探測模式為鉆探，一般情況下不能探測到個別巖體碎裂位置。因此，礦層施工前期必須應用個別物探方式強化勘測，尤其是施工面中出現孔洞與碎裂等。待判定碎裂位置后，必須應用鉆探的方法預估碎裂位置與孔洞位置的范疇，進而事先開展掘進防護工作。借助強化地質勘測，能夠有效的降低礦井頂板問題的出現。若是途徑此類位置期間，能夠在液壓支架上部裝設金屬網，通過此種方式可以良好的管控頂板碎裂造成的冒頂問題。

(2)液壓支架的選擇

①支架類型選取。在選取液壓支架期間必須確保支架最初的強度與支撐力能夠滿足施工需要。通常情況下，不能單純的應用一種方式測驗與選取液壓支架的噸位。通常應用比較普遍的方式為巖重法與實用測量法。其中巖重法主要是采用按時測評巖層的重量與碎石層生成的載重展開判定；實用測量法則是通過工作臺展開測驗，液壓支架的噸位主要是借助液壓支架的測評數據展開判定，具體勘測之后需要判定選取的支架，之后展開效驗，確保支架噸位的科學性，選取噸位期間，需要適當的減少頂板。②支架高度的選取。在判定液壓支架操作高度期間必須依據具體的工作高度與能夠調節的頂板高度進行判定，既需要關注最低與最高的高度，同時需要關注調節高度。③支架構造的選取。進行支架構造選取期間必須關注的為實際的構造標準，與礦層儲藏以及儀器相匹配的有關標準。首先需要確保斷面的通風，采取支護措施之后需要保證具備充足的空氣。若是在具體應用期間不能調節框架的型號，需要適當的縮減剪切設備的工作效率。其次為基本壓力。選取支架期間基本壓力需要小于頂板的特定壓力，從而保證液壓支架不會陷落到礦層中。若是基礎面積不大，可能出現縮減，所以在應用期間需要加大基礎面積。最后需要關注防護壁的應用質量。液壓支架具備較高的穩定性能夠確保支架良好的應用。

(3)巷道支護技術

綜采期間巷道支護工藝能夠干預施工面掘進工作的安全性。若是施工條件相對穩定，施工工人能夠在頂板上裝設錨桿，展開頂板支護。若是施工條件穩定性較差，必須展開巷道支護期間，必須裝設支護網。同時因為施工方位持續的變動，駿景巷道壓力、巷道構造均會出現變化。所以實際開展掘進工作前期，若是想要保證掘進工作的穩定性，則必須針對巷道展開支護。

(4)斷層頂板支護

掘進期間，頂板容易出現斷層。若是發生此種狀況，需要第一時間展開良好的整治，及時把支架挪動到適當的區域內，確保施工條件的安全性。并且必須第一時間展開支護，規避頂板掉落問題的發生。針對斷層頂板進行支護期間，能夠應用下列方式：①展開礦層切割前期，需要事先針對綜采施工面頂板展開處理，防止由于掘進產生冒頂問題。②借助錨桿展開強化與加固。此種方式的應用條件比較獨特，主要適用于硬度與壓力較強的礦層中，能夠通過錨桿展開加固。③管控礦層施工期間的高度。適宜的掘進高度，可以確保礦井開采工作良好的進行。若是掘進高度較高，可能造成支架不能碰觸頂板，從而發生冒頂問題。

(5)重視應用一些頂板安全管理措施

若是想要良好的管控開采施工面的頂板，則必須科學的規劃安全管控標準，同時科學的選取支護措施，判定斷面與頂板的間距。譬如，斷面距離頂板一米的情況下，需要選擇鉆孔插針的方式展開加固。并且，在進行加固之前必須保證準備工作開展效果，譬如展開精準的勘測，若是察覺斷層與冒落高度間距和額定值存在差異，此時需要依據具體狀況開展頂棚支護，從而確保施工人員的生命安全。總體而言，開展頂板支護期間，需要按照開采高度，自冒落位置左側開展，同時需要在運輸設備外側擋板位置裝設橫梁。此項工作完結之后，需要在冒頂位置右側針對煤柱進行支撐，采用敲幫穩定的方法。此外，需要展開單體支柱的規劃確保鋼梁和木料起到良好的支護效用，從而提升頂板的穩固性。持續強化支護構造的管控，從而提升頂板支護效率。按時檢驗支護施工的效果，保證支護構造與頂板能夠良好的結合。同時具備較高的穩固性與整體性。開展放頂工作前期需要預估容易出現的情況，同時依照出現的情況制定整改方案，保障效果，提升安全觀念，全面提高管控能力。

(6)做好頂板的監測管理

需要應用勘測設備針對支護流程展開頂板構造的監控與勘測，需要圍繞監控位置展開科學的規劃，從而能夠良好的查看儀器的運轉情況，隨時了解頂板支護的操作狀態，針對存在問題的位置展開合理的優化。

4.結束語

綜上可知，在煤礦綜采工作面運行過程中，加強對頂板管理方法的有效應用極為重要。煤礦企業必須深入分析當前頂板管理存在的問題，結合實際情況采取合適的技術方法，同時加強對頂板管理的控制力度，充分保證綜采工作面的安全、穩定，為煤礦開采提供安全保障。