煤礦綜采工作面頂板管理技術分析

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（陽泉煤業集團和順新大地煤業有限公司 山西 032700）

引言

因為煤炭的采掘工作通常是在地下開展的，地下的各種因素和環境條件決定了其擁有復雜的特性，這也是礦難多發的重要原因，在礦難發生時不但會讓煤礦公司在經濟上受損，還會嚴重威脅到礦工的生命安全。所以，只有將頂板的治理工作實施好，才能在最大程度上提升煤礦生產的安全性。為了使頂板擁有較高的穩固性，就必須利用對應的技術對頂板中出現的問題加以處理。

1.煤礦綜采工作面頂板管理的內容

我們國家在對煤炭資源進行采掘期間，使用最多的采掘方式中就包括了綜采技術，同時還會利用液壓支架對煤礦綜采工作面中的頂板進行支撐保護。地質條件相對比較復雜，使得液壓支架的統一性就會很難得到保證，這就對煤礦企業提出了一定的要求，在選擇液壓支架時要依據實際情況進行合適的選擇，使煤礦開采的安全性得到有效保證。液壓支架存在的意義就是為頂板提供一定的支護力，進而操控頂板的變形。液壓支架的支護方式是被動的，這就說明，液壓支架的作用只有在圍巖發生變形時才會發揮出來。所以，要遵守一定的原則來進行液壓支架的選擇：第一，要求液壓支架要有較高的支護強度。在擇取液壓支架時，首要任務就是根據地下的作業深度與實際的地應力狀態來明確適宜的工作阻力，從而為液壓支架的合理擇取提供重要的參考依據。第二，要保證液壓支架的支撐保護模式是適宜的。在對液壓支架進行擇取時，必須考慮其支撐強度是足夠的、支撐模式是合理的，同時還要保證支架高度的可調節性。在這兩個要求同時被滿足的情況下，才能有效管理綜采工作面的頂板，而在通過頂板管理綜采的工作面時，還有一個重要的內容就是要處理采空區。因為我國進入了深部開采時代，所以處理工作面頂板就顯得尤其重要。要想使回采的安全性得到保證，工作面頂板就要在煤層回采之后進行及時的跨落，并有效的支撐起了采空區。煤層開采之后，液壓支架會出現收縮的現象，對頂板的支撐作用就會消失，由于礦山壓力的作用，頂板會出現破碎的情況。通常情況下，對于采空區頂板的管理經常使用跨落法，也就是煤層開采之后采空區被破碎的頂板填滿。如果頂板又厚又堅硬且跨落難度大，就要進行強制放頂措施的實施。其中頂板注水、松動爆破水力壓裂等措施都是常用到的強制放頂措施。

2.煤礦頂板事故形成原因

(1)工作面布置不合理

煤礦普遍存在于地下，以前的技術條件相對比較低下，煤礦的地質資料不能進行全面的掌握，綜采的工作面得不到科學的布置，在進行煤礦開采與掘進當中，將原有煤礦層的壓力平衡狀態破壞了，從而使得煤礦頂板壓力受力不均，在回采工作面以及四周的巖體上也會受到不均勻壓力的作用。如果壓力超出一定的范圍，高于巷道或頂板的支撐力，輕微情況下會有頂板下沉的現象發生，嚴重情況下就會有頂板塌落、陷落柱、斷層、巷道壓垮等現象的發生，增加了煤礦開采安全事故的發生率，此外，在綜采作業進行期間，還會對上覆巖層中隔水層的性能帶來損壞或影響，進而在作業期間導致工作面中有水涌入，甚至完全淹沒在水中。

(2)液壓支架選擇不合理

在進行綜采時，總會有突發狀況的出現，從而出現安全事故問題。所以，在進行煤礦開采的過程中要使用液壓支護來維護綜采工作面，但是不合理的液壓支架的選擇使煤礦綜采工作面極易出現事故問題，在進行開采時，大多數作業工人沒有足夠關注到礦井通風和壓力問題，也沒有足夠的重視到液壓支架的重要性，不合理的支架選擇還有可能造成支護坍塌的情況，礦下作業的安全性得不到充足的保證，會有一定安全隱患的存在。

(3)井下放炮

打炮眼放炮是在進行煤礦開采的時候有時會用到的一種方式，如果打炮眼的過程中炮眼布置不合理，沒按規定進行布置，炮眼中存在了較多的火藥量，爆炸力相對比較大，導致支架崩倒，從而出現冒頂事故的發生。

(4)煤層在多種因素的影響下發生垮塌

在對煤炭資源進行采掘期間，如果產生塌陷問題，不但會砸毀采掘設施導致采掘工作停滯，嚴重時還會導致礦工重傷甚至死亡，最終給煤礦公司帶來巨大的經濟損失。在煤礦采掘工作開始以前未能進行詳細的勘查和分析、檢驗和預防工作的實施未能依照規定執行到位是導致垮塌事故產生的根本原因。

(5)工作人員專業素質和安全意識不足

由于現代社會的持續發展，致使市場經濟的競爭越來越激烈，其中一部分煤礦企業眼光狹隘，只注重眼前利益，沒有對煤礦開采的工作人員的專業素質能力以及安全意識教育引起足夠的重視，從而導致一些工作人員在開展開采作業時不能遵守相關規章制度，忽略了開采作業時的安全性問題，從而造成頂板事故的發生。

3.煤礦綜采工作面頂板管理技術分析

(1)合理地進行打炮眼及放炮

在進行煤礦開采的綜采工作時，會運用到打炮眼放炮，在打炮眼以及放炮時要嚴格遵守“一炮三檢”制度，對于放炮之前、放炮之后和裝藥之前的瓦斯濃度的檢測都要進行有效的加強；放炮操作要能嚴格按照《煤礦安全規程》的規定進行，還有炮眼的裝藥量、炮眼的位置、炮眼的深度也要嚴格遵守規章制度進行；打炮眼地點的附近安裝足夠的支護措施；要想進行生產作業至少要在放炮結束的兩個小時之后，使安全性得到充分的保證。

(2)科學進行工作面的布置

在設計礦面頂板的時候，要進行全方面因素的考慮，并對整體的具體情況進行有效綜合，進而對礦面頂板進行設計，由于地區不同礦區的地理位置也不完全相同，這個時候每個礦層也會有不同的具體情況，存在一定的差異，為了能根據不同礦面的頂板而進行有針對性的設計，要對當地實際情況進行相關考察，同時在進行施工當中，礦山的巖層也要進行特別注意，避免出現山體坍塌等一些自然災害，在施工過程中對于事先制定好的工作計劃要嚴格執行，同時做好安全措施，整個施工中都要把安全放在首位，在進行整體的礦面布置時，安全逃生通道是首先要預留出來的，同時還要進行通風口的保留，防止出現有害氣體的泄露而威脅到工作人員的生命安全，通常情況下，要具備相關人員的指導以及有經驗的工人所描述的具體方法，通過兩者結合進行施工。另一方面，科學合理的布置整個礦面，從而有助于后續工作的順利進行。根據上述方法，使整個工程的安全性都得到了有效的提高，保證相關工作人員的生命安全，即使在意外發生的時候，工人也能以最快的速度逃生，這種保障技術被經常運用到煤礦開采作業當中。

(3)選擇合適的液壓支架

對于頂板支護來說液壓支架是非常重要的設備，要能夠充分滿足實際生產需要來進行選擇。要想使液壓支架符合生產條件，要遵守以下原則：①液壓支架之間的距離要大小適中，過大也不可以過小也不可以，如果間距過小，就會需用太多的液壓支架，如果間距過大，則不能保證支護的安全性，通常情況下，選擇支架的距離是1.6m、1.2m和1.1m；②液壓支架斷面在200mm～300mm是最理想的寬度距離，如果過小的移架長度，就會增大斷面的支護面積，嚴重的會出現嵌頂情況，從而對綜采工作面頂板的有效管理產生影響，不利于進行安全開采。所以，在進行液壓支架的選擇時必須要依照實際情況，使液壓支架在運行中能夠謹慎執行八字基礎標準，即嚴、正、穩、快、凈、夠、直、勻。

(4)過斷層頂板的支護技術

在故障時通過，對于中間機和支架的配合就要得到有效的保證，對空頂時間進行減少，并對現場支架進行快速同步移動，防止由于支架的來回抬升而損壞頂板。截煤完成后，頂板極易下落，有利于固定和支撐能夠更及時。①將木螺栓利用到頂板的支護處理中，但需要注意的是，必須將其運用到煤層質地較硬、壓力較大的部分。在一個眼中需要設置兩個木螺釘，已達到堅固作用。②對于頂板的治理工作需要預先執行，在頂板出現碎裂時，假如因為采煤機對通道寬度的需求而需要實施切割工作時，會致使出現梁與梁之間距離過大的情況，則極易出現層面脫落的情況，則必須對屋面的施工進行提前加固措施。③對于降質高度進行適當的確定，在支座的高度范圍內包含了降質高度，將上下板進行連接切割能夠有效避免支座不到頂邊的情況，避免剪刀的不當使用，從而出現剪刀的圓形影像材料以及屋頂空曠的情況。④兩端必須要有分離線，從而對破碎的頂板可以進行密集的單支護，進而形成木支護，使得工區中不同工序在進行協調支護時都能得到保證，避免有頂板支護不足的情況產生。

4.結束語

總的來講，煤礦生產工作擁有極高的危險性，也是社會大眾極為重視的一項生產內容。對于煤礦公司來講，不但需要確保煤炭采掘的速度和質量，還需要盡最大努力確保礦工的人身安全。雖說筆者在該文中提到了有關煤礦綜采工作面頂板治理的方案和技術，但是想要使其充分發揮自身的價值，還需要得到煤礦公司和工作人員的積極協作才能完成，有關工作者必須對這部分管理技術和方案予以高度重視，提升工作人員的整體素養，提升管理成效，最終有效降低煤礦事故的出現幾率。