煤矿采掘工作面顶板管理的问题研究

煤矿采掘工作面顶板管理的问题研究

迟振鹏 王洪大

龙矿集团大恒煤业有限公司 山西省朔州市平鲁区 036899

摘要：在煤矿开采的过程中最重要的在于保证开采的安全性，以此必须要开展安全管理工作以提高采煤工作面顶板安全管理的有效性，同时要根据实际工作情况制定相应的事故预防对策，来提高处理突发情况的效率。本文主要分析在煤矿工作面顶板安全管理现阶段面临的主要问题并提出相应的优化策略。

关键词：煤矿采掘工作；顶板管理

引言

在新技术发展支持下，深入分析和研究煤矿井下巷道掘进顶板支护技术具有重要作用，可以提升采煤作业效率，维护采煤工作的质量与安全。因此煤矿技术人员应当学习专业的掘进顶板支护知识，积极学习和借鉴先进的技术经验，以此优化和创新井下巷道掘进顶板支护技术，从根本上促进我国煤矿事业的可持续发展。

一、采煤工作面顶板出现安全事故的主要原因

1.1安全意识不强，监管不到位

再先进的设备、技术，也需要人的参与和控制，采煤工作人员自身安全意识不强也会影响采煤工作面顶板安全性。据调查，目前仍有煤矿井下用“农合工”的情形，“农合工”本身文化水平低，自身安全意识不强，加之部分煤矿开采企业为提高自身的经济效益，会重生产、轻安全，导致在采煤的过程中缺乏相应的管理制度作为支撑，在开采的过程中也没有规范流程，缺乏必要的安全教育培训。此外在开采的过程中缺乏安全自查自纠能力，导致采煤工作中存在一定的安全隐患。

1.2超前区的顶板产生断裂

在进行工作面回采过程当中，工作面的前方5米至10米的范围之中会容易产生破坏工作面的超前顶板的超前应力。除此之外，在过断层带的过程当中，处在运输顺槽侧煤柱的支撑作用力较低的时候，很容易在超前区发生顶板断裂。与此同时，伴随工作面的前移会使得断裂区向工作面的走向处发生不断延伸，从而导致更严重的顶板破碎。

二、采煤工作面顶板安全管理的重要性

现阶段，煤炭仍然是支撑我国社会经济发展的重要资源，在我国国民经济发展中有着重要的地位和作用。但是在煤矿生产的过程中一直存在着一个问题就是煤矿生产的安全性无法保证，主要原因在于现阶段煤矿开采较其他行业，工作环境仍然恶劣、开采设备相对落后、人员文化素质较低等因素影响着煤炭开采效率的提高。在分析煤炭开采事故发现，由于采煤工作面顶板安全存在问题而导致的事故占总数的三分之一，因此在煤炭开采的过程中要注重采煤工作面顶板安全管理工作，从而更好保证煤炭开采的安全性和稳定性。

三、采煤工作面顶板事故预防措施

3.1过断层时的顶板控制

断层、褶皱、喀斯特陷落柱、遭到潮流侵蚀的沙滩和岩浆岩构成了地质构造带，在这些之间，经常发生的即为断层。综合工作面在经过断层过程中，经常会出现顶板破损程度加大、支架的支护不起作用、支架出现歪斜、上部矿岩层出现塌落现象。如若部分工作面发生大范围的断层情况，将导致所有工作面都无法进行。断层的产生具有非常大的影响因素。根据研究，断层落差的高度和开采量的增加成反比。如果断裂区域构造不错，例如，四周的岩石较为坚硬，能够用采煤机进行切割，这样造成的影响不大。如果断裂区域构造比较差，例如，四周岩石比较软并且容易掉落，或者四周岩石特别坚硬一定要仅此功能爆破才可以通过，导致工作面的破损区域越来越大，不利于进一步工作。如果碰到断层后，矿压会发生不正常的特性，支架经过时经常发生的特点：第一，顶板下落速度显著加强。第二，加固作用力下降，不过在经过断裂破损区域两边时会发生压力增强情况。第三，支架施工情况复杂。综采机组能运用不同的方案过断层，不过需要考虑断层落差的高度、煤层厚度、支架型号和四周岩石的软硬程度等问题。

3.2煤层深孔爆破预裂

在煤层与直接顶间之间进行施工深孔并定向爆破。在防止破坏直接顶的基础上，煤层和直接顶之间产生裂隙和工作面煤层相平行。在放煤的过程中由于裂隙产生的作用，导致煤层和直接顶充分地脱落。当工作面回采到大概514米处的时候，于工作面前方的5米的位置中的回风顺槽侧煤壁进行三个爆破预裂孔的施工。具体而言，三个终孔的位置规格如下，第一个终孔与运输顺槽相距15米，第二个终孔与运输顺槽相距10米，第三个终孔与运输顺槽相距5米。于此同时，所有的预裂孔终孔都处在煤层和直接顶的交接面，并且，每间隔10米会施工一组预裂孔，每组预裂孔的水平投影将位于同一根直线。在完成爆破预裂孔的施工后，需要在同一组的预裂孔中填装一根定向聚能管（长度是1米），与此同时，还需要焊制4个圆孔（直径10毫米）均匀分布在聚能管的两边。每一组的预裂孔在每次爆破时爆破的顺序是从里向外实现依次爆破，并且，每次允许爆破孔的数量是1个。

3.3强化施工准备工作

在煤炭巷道支护工作具体工艺明确之前，设计人员必须对当地的围岩状况和地质情况进行有效的了解之后才能选用，还必须明确对当地进行有效的巷道挖掘过程时可能会出现的各种地理变化和影响安全事故的因素，从而根据实际情况来做出各种解决安全事故的有效措施。在支护预警方案确定之后，需要设计人员与施工人员之间进行有效的沟通与交流，施工人员要结合实际情况来与设计人员之间进行良好的对接，确保整个方案能够完全满足支护工作要求，还能在一定程度上推动巷道掘进支护的质量提升。而施工准备工作完成之后，则需要施工人员严格监督工艺的落实和相关材料的选用，从而为后期煤炭巷道掘进奠定一个坚实且良好的基础。

3.4加强新工艺和新技术的应用

煤矿井下巷道掘进顶板支护技术需要不断更新、不断优化，伴随着我国科学技术的进一步发展，虽然我国煤矿开采行业中的技术水平与过去相比已经有了很大的提高，但是在某些领域上，国内的技术与发达国家还具有一定的差距。为了进一步提高支护工作的有效进行，相关工作人员必须注重支护技术的智能化，机械化和自动化，让煤矿企业在更高的安全性能保障下高速发展。

3.5加大设备投入力度，优化完善掘进工艺

设计人员在对掘进巷道工艺进行有效的升级和优化时，可以从以下两个方面着手：第一，利用综合性的掘进施工技术来对基础条件较为优良的巷道进行有效的施工，在面对不同地质条件要求的状况下，可以采取有不同功能效用的掘进施工技术。除此之外，设计人员还必须将液压体系与自动加油装置相连接，从而可以从根本上提高整个巷道掘进系统的安全性。第二，利用带有可收缩性的支架装置来推动整个支护作用的顺利进行，从而可以更好的提高整个煤炭内部支护效用的发挥。不仅如此，还可以在原有的煤炭机械操作过程中提高整个设备的自动化和智能化性能，科学合理的综合使用不同种类和功能的机械设备，来降低整个煤炭巷道工作的操作时间。

结束语：

在煤矿开采的过程中要充分认识到保证采煤工作面顶板安全管理的重要性，从而在采煤过程中积极完善相应的措施体系。通过不断完善相关技术来提高采煤工作面顶板安全管理的有效性，以此来保证采煤的安全性，维护企业的社会形象，避免在采煤的过程中出现安全事故而造成人员财产伤亡。

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