煤矿综采工作面顶板管理技术探讨

袁增卫 李开贵 陈正

摘要：在煤矿企业持续发展过程中，安全管理工作至关重要，而煤矿综采工作面顶板管理作为安全管理中的重要组成部分，也是矿井安全生产的重点和难点，大多数矿井开采事故危害都是由工作面顶板所导致，因此在采掘过程中需要重视和做好工作面顶板管理工作，并充分利用科学、合理管理方式，确保煤矿开采安全性。在本文中，结合综采工作面板冒顶原因，对综采工作面顶板管理技术展开研究和分析。

关键词：煤矿;工作面顶板;管理技术;分析

煤矿采掘工作开展时做好施工管理十分有必要，尤其是做好工作面顶板管理，不仅可以减少事故发生，确保施工安全性，还能够提高开采工作效率和质量。由于在进行煤矿生产过程中，采掘面板事故发生机率比较高，也会对整个煤矿开采工作造成巨大影响，严重情况下还会威胁到人身安全，为避免事故发生，保证整个开采工作安全性，就需要通过加强工作面顶板管理，并采取有效技术措施实现^[1]。基于此，对煤矿综采工作面顶板管理技术进行分析和探讨。

1工作面顶板概述

综采工作面在现代煤矿开采中比较常见，并且采取机械化的开采方式，不仅可以提高煤矿开采速度，还能够创造更多经济效益。而工作面作为煤炭生产的第一现场，顶板则处于煤层上方岩层，因此在实际生产过程中伴随着工作面不断延伸，顶板所暴露的面积也在不断扩大。从岩层岩性、厚度、顶板变形特征等角度，煤层顶板又分为直接顶、基本顶和伪顶三中类型。

在煤矿开采过程中，也需要对安全问题引起高度重视，尤其是针对岩层顶板安全，一旦发生顶板事故不仅会对设备造成破坏，还会威胁到工作人员生命安全。因此，进行煤矿生产，首先需要对顶板事故发生原因及影响因素进行归纳和分析，然后采取相对应措施构建事故预防机制，提高顶板管理水平，在这些技术措施辅助下，既能够降低顶板事故发生机率，又能够保障煤矿正常和安全生产^[1-2]。

2综采工作面板冒顶原因分析

综采工作面出现冒顶情况，多存在于工作面内壁位置，同时煤壁也会发生片帮，深度介于1m～2m之间，对导致冒顶情况发生的原因进行归纳主要有：（1）原来的顶施加压力太大，顶板也就会出现下沉情况，当直接顶板出现破碎现象时，就会呈现出冒顶状况;（2）由于液支架不够承受基本的压力，也不符合支撑要求，也会导致顶板出现下沉情况，进而引发冒顶现象;（3）综采工作面的两个端头主要处于工作面和顺槽的连接部位，所受到的压力也会过于集中，如果没有做好相应支护工作，片帮情况就很容易出现，进而导致冒顶现象;（4）受到地质条件的影响，如：地质断层、顶板淋水等，再加上没有对采高位置进行严格控制，进行支架移动操作方式不当，也会出现冒顶情况;（5）由于工作面的两个端头需要经常移动，在支设过程中就很容易导致支护空挡，也会引起冒顶现象^[2]。

3煤矿综采工作面顶板管理技术探讨

3.1科学、合理选择液压支架

在开展煤炭综采工作时，液压支架作为必不可少设备，对液压支架进行科学、合理选择，可以有效保障整个开采工作安全、顺利开展。而为体现出液压支架选择科学性和合理性，就需要从做好支架型号选择、支架高度选择和支架结构选择三方面工作实现。

3.1.1支架型号选择

在对液压支架进行选择时，需要确保初撑的力度和阻力，通常情况下在选择支架吨位的时候，可以借助以下两种方法进行妥善选择：（1）岩重法，对岩层的重量和出现断裂的岩层产生负荷进行周期性判断，然后再进行确定支架吨位;（2）实际测量法，充分利用液压支架实际测得的数值，并且在相临近的工作面板上试验，并在此基础上对所选择支架加以修正，可以保证吨位合理性，在整个选择过程中也要注意顶板下沉所带来的影响^[3]。

3.1.2支架高度选择

对支架高度进行选择，主要建立在工作面世纪彩稿和顶板下沉量基础上。通常情况下，如果煤层高于3.5m，进行开采就需要采取分层开采方式进行，并且除了选择最大支架和最小高度以外，在进行掩护式、支撑式支架选择时也要对支架工作高度进行充分考虑。

3.1.3支架结构选择

对支架结构进行选择需要是为了更好的适应煤层赋存条件和设备配备要求，在实际选择时也需要符合以下要求：（1）保证断面通风，尤其是完成支架支护以后，断面要有足够风量通过，在实际应用过程中，如果不能够对架型进行调整，那么就需要通过降低采煤机割煤速度实现;（2）底座压强，一般情况下对支架进行选择，底座压强要低于底板，以确保支架不会陷入到底板当中;（3）防滑护壁，液压支架需要具备较好的稳定性，才能够满足使用要求，针对地质构造比较复杂的情况，则需要注意对倾倒和下滑问题进行深入研究，而针对护壁则主要是保障设备和人身安全性，同时不会对采煤机正常运作造成不良影响^[4]。

3.2工作面巷道支护技术

将支护技术应用到综采工作面巷道中，主要是为了保障顶板稳定性，针对比较坚硬的顶板，可以借助打锚杆的方式进行顶板支护，而针对梯形巷道，则可以采用铺设网发挥护顶工作。由于在开展采煤工作时，所出现的动压会对综采巷道造成一定影响，为确保整个采煤工作顺利、安全进行，就需要提前做好巷道防护工作，对所有安全出口与巷道连接20m范围内开展支护工作，高度控制在1.5m以上。此外，巷道超前维护需要根据实际工作面压力影响范围加以确定，在进行提前维护时距离不能短于30m，可以有效降低动压对巷道造成的影响。

3.3过断层顶板支护技术

在采煤机过断层的时候，需要采煤机与支架之间展开密切配合，尽量缩短空顶时间，移架最好一次到位，以避免因为支架反复升降，进而对顶板造成损坏。同时也要对端面距离加强控制，在架前不能够出现空顶和漏顶的情况，尤其是在完成割煤以后，为避免顶板出现脱落情况，就需要通过做好拉架和支护实现，具体措施为：（1）运用木锚杆对煤帮位置进行加固，该项方法比较适用于煤层比较硬、压力比较大的位置，通过在每个眼内放置两根木锚杆，起到挤压加固的作用;（2）超前处理顶板，在顶板出现破碎的情况下，受到机道宽度影响，运用采煤机进行直接切割，会引发冒顶现象，但是通过提前做好顶板支护工作可以避免这一问题发生;（3）加强采高控制，通过使采高处于支架高度范围以内，可以有效防止不接顶情况发生，并且通过将顶、底板割平，也可以保障采煤机正常开展工作，避免空顶情况发生;（4）针对两端头切顶线处，需要较为密集的采取單体支护措施，确保工作面各项程序协调性，也为整个煤炭综采工作开展提供安全保障^[5]。

结语

在煤炭采掘工作开展中，做好工作面顶板支护管理工作，可以确保整个煤炭开采工作顺利和安全进行，同时提高煤炭开采工作效率和质量。为实现这一目标，就需要结合实际煤炭开采情况，科学合理选择液压支架、加强巷道施工支护和顶板施工支护，为整个煤炭综采工作开展提供有力保障。

参考文献

[1]高爽，夏金华.浅谈煤矿综采工作面顶板管理技术[J].商品与质量，2018，（20）：184.

[2]杨 冰.煤矿综采工作面顶板管理问题与应对措施探讨[J].建筑工程技术与设计，2018，（24）：4191.

[3]陈侠.薄煤层综采工作面过断层、过老巷技术分析[J].内蒙古煤炭经济，2017，（18）：13-14.

作者简介：袁增卫 男 汉 江苏徐州 河南能源化工集团有限公司内蒙分公司，工程师 本科 采矿工程 主要从事煤矿井下技术管理工作。