浅析煤矿综采工作面顶板管理方法及技术措施

靳增亮

Analysis on Roof Management Method and Technical Measures of Full-mechanized Mining Face in Coal Mine

摘要：煤矿企业安全出产的基础性工程是顶板科技改良。本文提出了离层顶板成孔和锚注模式、大跨度支护工艺、锚索支护、顶板注浆加固、锚索支护等顶板管理技术措施，并探索了综采现场顶板控制措施。

Abstract： The fundamental project for the safety production of coal mining enterprises is roof science and technology improvement. In this paper， roof management techniques measures such as hole-opening and anchor-injection mode， large-span support technology， anchor cable support， roof grouting reinforcement and anchor cable support are proposed， and the full-mechanized mining on-site roof control measures are explored.

关键词：巷道；锚网；支护；顶板

Key words： roadway；anchor net；support；roof

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0159-02

0 引言

按照当今的一系列讯息显示，采煤安全隐患有70%的危险情况存在于顶板支撑上。因为综采进程面是对于范围较多与煤层叠厚的因素，所以才使得安全隐患总是产生在顶板间，为采煤的职工人员造成较大危害。那么，在实地考察中，提高综采作业面的一系列安全防御，才是减少采煤进程里的职工人员安全隐患的一种重要手段，并对综采作业进程健康产煤存在非常重要影响。

1 综采作业中常见顶板事故研究

采煤公司综采工作进程的顶板出现隐患能够简单地列举为顶层推垮型冒顶、顶层部分冒顶以及年代过长的挤压型冒顶几种。

1.1 直接顶推垮型冒顶

此等情况一般在顶板出开始崩塌，同时循环性崩坏以及层级滑塌经常发生，这主要是由于顶层的随机位移以及变换使得一些柱子倾斜所造成。如果顶板不够牢固的状态下肢体通常向采空区一面倒下，如果顶板过大时一般向煤壁位置坍塌。在多层伪顶中挖煤时由于顶板再生问题，同样会使得架构发生坍塌。

1.2 老顶推垮型冒顶

过于陈旧的顶推所造成的顶板安全隐患是其开始以及周期来压后，将顶板顺着煤层破坏折断支架与迫使构柱倾斜。如采用木质会将很多支架破坏；采用铁质支架时将其压入底板。如这种情况发生在较为坚硬顶板支撑程度时，便会使得自移支架折断。

1.3 直接顶局部冒顶

通常这些顶板隐患的发生是现在挖煤进程里普遍的顶板隐患，这里很多是采煤进程里的部分冒顶以及回柱进程里的一种。其方式为小规模冒落，一般顶板隐患的发生不危机到人身安全，而且对出煤影响不大，所以一般不会被重视。

2 煤矿综采作业面顶板管理方法及技术措施

2.1 顶板管理技术措施

2.1.1 离层顶板成孔和锚注技术

基于矿层板砌碹发生变化后岩石离层造成差异，这就使得巷道在一定的修缮进程里越发的复杂，河北一家资源股份企业葛泉矿按照离层顶板的差距，采用无缝连接技术接好锚杆，通常，普通的管缝锚杆大小以及离层顶板差距额度大概相同，将锚杆焊接进离层顶板中，再将其进行钻孔，这就使得孔壁进行了完善，将锚索底部韩洁进锚杆里，对应的成洞可能性为百分之百，而且若将树脂锚固剂添加进所打造的孔洞中，就必然使得作业质量、健全度水平达到规定要求，并使得锚索力矩适应国际普遍作业水准。上述这一办法，在企业井下底层采空区巷道以及老巷顶板调整里，可实现较高的实用价值。

2.1.2 大跨度支护工艺

基于作业平台规模化、现代化装置多，配备及回撤范围需要量广的情况，新巨龙公司非常强调提高大范围切眼支护以及作业平台配置手段，运用“切眼以及配备支架同时并举”的手段，高能运用作业平台压力支护能力，加大顶板支护水平，缩小大范围切眼的时限及作业强度，缓解作业者的压力，减少作业平台的配置时间，其作工时间能够缩短至50日。

2.1.3 锚索支护

锚索支护采用让压支护原则，相较于锚杆支护来说，锚索支护锚固更深，锚固力更大，并且支护强度、加固范围和围岩整体的稳定性都优于锚杆支护法。锚索加固下部松动圈范围内群体锚杆形成的组合拱，或锚注形成的组合拱及组合拱之外不稳定岩层。另外，锚索能够对围岩施加一定强度的预紧力，可将岩体中层理、裂隙挤紧，使围岩的整体强度有一定幅度的提高。

2.1.4 顶板注浆加固

承壓含水层能够传递荷载，在一定的覆岩条件下，这种传递作用会造成关键层出现符合破断现象，进而导致综采作业面发生压架事故。要预防这种问题，必须确保围岩整体结构稳定，可通过对围岩注浆的方法增强围岩强度。注浆加固法可保证将围岩充填压实，使围岩与支护结构形成一套比较坚固的网格骨架，在压架后通过注浆加固法可使破碎围岩恢复成一个整体，从而保证围岩安全稳定。注浆加固工艺流程大致如图1所示。

2.1.5 叠加支护

在大型采煤基地修筑里，通常较为常用的是锚杆进行支撑，它的营运非常广泛。缺点是在煤炭所处地底较深的产煤区域中，面对层级大、顶板支撑额值小的锚杆通常会造成较大麻烦。采用锚杆架构的井下顶板会随着环境的变迁，使得部分井下顶板稳固性变差，接着是会导致井下顶板进一步垮塌，最终会出现大范围顶板不稳固，首先，面对此种状况，井下要先加点柱，接着分段构筑，随后井下再在普遍规模中架棚，并且在开挖时及其进程中还要进行革新，用来确认采煤的安全标准，并避免给政府以及公司造成一系列的损失，因此，处理叠加顶板的架构支撑状况必须立即进行。采用叠加支护的方案是从对巩固岩石的稳定、延缓周围巨石不断松动以及强化松动体结构方面来分析，一部分强调了锚杆架构的好处，另一部分又可以让多层级顶板的架构支持水平得以确保。该项手段着力于运用锚杆的大小、软硬、强度等特质，并使其互相补充、互相支持，取长补短，并构成硬度大与弹性好的架构基础，从而进一步处理了复合顶板的平衡性差、硬度小、增容差距升等架构支撑问题。再者，该叠加架构能力作业中，通常一层支护的短锚杆作业达成便能够再行采煤，其优点在于工序作业间隔少，同时作业进程快，大大增加了采挖效率。

2.2 综采现场顶板控制措施

2.2.1 强化现场管理

顶板是综采现场事故多发的主要原因，加强顶板管理能够提高综采作业的安全系数。如果顶板管理效率低下，那么大部分综采现场管理措施将无从下手。而现场管理是顶板管理过程中一道比较关键的工序。现场管理的大概内容和要求如下：

①在综采作业中，针对危险围岩在回采前应该敲帮问顶，根据围岩状况搭建临时支护结构，保证回采作业在相对安全的环境下落实。

②结合作业面煤（岩）层的性质、硬度以及巷道布置确定一套科学合理的岩体爆破方案，确保回采安全。

③对回采面的超挖凹进问题严加管理，防止其扰动整个围岩并引发安全事故。

2.2.2 做好矿压观测和地质预报

通过进行矿压观测、顶板动态写实和地质预报等工作可以准确地测定矿井煤层的初次来压和周期来压步距，确定受采动影响的区域和时间。这样能够针对不同时间、不同区域实行有的放矢和提前预见式的顶板管理模式，避免支护强度过大和支护过期疲软等现象的产生，既节约了支护成本，又提高了支护效率和支护强度。

2.2.3 加强事故多发部位的顶板管理

顶板冒落等综采事故通常都发生在固定的几个部位，施工单位应该针对这些部位加强勘探和现场调查，特别要针对这些部位的顶板加强管理，严防顶板冒落、片帮等事故发生。

①做好顶板事故多发地点的提前预测和预估工作，工前做好安全交底，提高工人的事故防控意识。

②三岔口、十字口以及大跨度巷道采用联合支护模式提高围岩强度。

③加强回采作业面两端头、邻近采空区等应力集中区域的顶板管理。

④做好长时间支护和空顶区域的顶板管理。

⑤对于较破碎顶板，必须采用严格的支护。

3 结语

综采工作面回采过程中的顶板管理是工作面生产管理和安全管理中一个非常重要的环节，综采工作面顶板的控制好坏，直接关系到工作面整体质量的好坏，需要设计时优化工作面巷道布置，选择合理液压支架架型，回采时正确操作好液压支架，加强地质预报和矿压观测，及时处理液压支架的各种事故，加强破碎顶板控制，为工作面整体质量的提高打下良好的基础。

参考文献：

[1]孙晋文.浅析煤矿综采面顶板控制与安全管理[J].能源技术与管理，2017，42（03）：79-80.

[2]沙志强.综采面支护設计与顶板管理分析[J].山东煤炭科技，2014（01）：46-47.

[3]王俊.14号煤层综采面顶板管理技术[J].山东煤炭科技，2010（06）：18-19.