煤矿综采工作面顶板管理技术分析

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（阳泉煤业集团和顺新大地煤业有限公司 山西 032700）

引言

因为煤炭的采掘工作通常是在地下开展的，地下的各种因素和环境条件决定了其拥有复杂的特性，这也是矿难多发的重要原因，在矿难发生时不但会让煤矿公司在经济上受损，还会严重威胁到矿工的生命安全。所以，只有将顶板的治理工作实施好，才能在最大程度上提升煤矿生产的安全性。为了使顶板拥有较高的稳固性，就必须利用对应的技术对顶板中出现的问题加以处理。

1.煤矿综采工作面顶板管理的内容

我们国家在对煤炭资源进行采掘期间，使用最多的采掘方式中就包括了综采技术，同时还会利用液压支架对煤矿综采工作面中的顶板进行支撑保护。地质条件相对比较复杂，使得液压支架的统一性就会很难得到保证，这就对煤矿企业提出了一定的要求，在选择液压支架时要依据实际情况进行合适的选择，使煤矿开采的安全性得到有效保证。液压支架存在的意义就是为顶板提供一定的支护力，进而操控顶板的变形。液压支架的支护方式是被动的，这就说明，液压支架的作用只有在围岩发生变形时才会发挥出来。所以，要遵守一定的原则来进行液压支架的选择：第一，要求液压支架要有较高的支护强度。在择取液压支架时，首要任务就是根据地下的作业深度与实际的地应力状态来明确适宜的工作阻力，从而为液压支架的合理择取提供重要的参考依据。第二，要保证液压支架的支撑保护模式是适宜的。在对液压支架进行择取时，必须考虑其支撑强度是足够的、支撑模式是合理的，同时还要保证支架高度的可调节性。在这两个要求同时被满足的情况下，才能有效管理综采工作面的顶板，而在通过顶板管理综采的工作面时，还有一个重要的内容就是要处理采空区。因为我国进入了深部开采时代，所以处理工作面顶板就显得尤其重要。要想使回采的安全性得到保证，工作面顶板就要在煤层回采之后进行及时的跨落，并有效的支撑起了采空区。煤层开采之后，液压支架会出现收缩的现象，对顶板的支撑作用就会消失，由于矿山压力的作用，顶板会出现破碎的情况。通常情况下，对于采空区顶板的管理经常使用跨落法，也就是煤层开采之后采空区被破碎的顶板填满。如果顶板又厚又坚硬且跨落难度大，就要进行强制放顶措施的实施。其中顶板注水、松动爆破水力压裂等措施都是常用到的强制放顶措施。

2.煤矿顶板事故形成原因

(1)工作面布置不合理

煤矿普遍存在于地下，以前的技术条件相对比较低下，煤矿的地质资料不能进行全面的掌握，综采的工作面得不到科学的布置，在进行煤矿开采与掘进当中，将原有煤矿层的压力平衡状态破坏了，从而使得煤矿顶板压力受力不均，在回采工作面以及四周的岩体上也会受到不均匀压力的作用。如果压力超出一定的范围，高于巷道或顶板的支撑力，轻微情况下会有顶板下沉的现象发生，严重情况下就会有顶板塌落、陷落柱、断层、巷道压垮等现象的发生，增加了煤矿开采安全事故的发生率，此外，在综采作业进行期间，还会对上覆岩层中隔水层的性能带来损坏或影响，进而在作业期间导致工作面中有水涌入，甚至完全淹没在水中。

(2)液压支架选择不合理

在进行综采时，总会有突发状况的出现，从而出现安全事故问题。所以，在进行煤矿开采的过程中要使用液压支护来维护综采工作面，但是不合理的液压支架的选择使煤矿综采工作面极易出现事故问题，在进行开采时，大多数作业工人没有足够关注到矿井通风和压力问题，也没有足够的重视到液压支架的重要性，不合理的支架选择还有可能造成支护坍塌的情况，矿下作业的安全性得不到充足的保证，会有一定安全隐患的存在。

(3)井下放炮

打炮眼放炮是在进行煤矿开采的时候有时会用到的一种方式，如果打炮眼的过程中炮眼布置不合理，没按规定进行布置，炮眼中存在了较多的火药量，爆炸力相对比较大，导致支架崩倒，从而出现冒顶事故的发生。

(4)煤层在多种因素的影响下发生垮塌

在对煤炭资源进行采掘期间，如果产生塌陷问题，不但会砸毁采掘设施导致采掘工作停滞，严重时还会导致矿工重伤甚至死亡，最终给煤矿公司带来巨大的经济损失。在煤矿采掘工作开始以前未能进行详细的勘查和分析、检验和预防工作的实施未能依照规定执行到位是导致垮塌事故产生的根本原因。

(5)工作人员专业素质和安全意识不足

由于现代社会的持续发展，致使市场经济的竞争越来越激烈，其中一部分煤矿企业眼光狭隘，只注重眼前利益，没有对煤矿开采的工作人员的专业素质能力以及安全意识教育引起足够的重视，从而导致一些工作人员在开展开采作业时不能遵守相关规章制度，忽略了开采作业时的安全性问题，从而造成顶板事故的发生。

3.煤矿综采工作面顶板管理技术分析

(1)合理地进行打炮眼及放炮

在进行煤矿开采的综采工作时，会运用到打炮眼放炮，在打炮眼以及放炮时要严格遵守“一炮三检”制度，对于放炮之前、放炮之后和装药之前的瓦斯浓度的检测都要进行有效的加强；放炮操作要能严格按照《煤矿安全规程》的规定进行，还有炮眼的装药量、炮眼的位置、炮眼的深度也要严格遵守规章制度进行；打炮眼地点的附近安装足够的支护措施；要想进行生产作业至少要在放炮结束的两个小时之后，使安全性得到充分的保证。

(2)科学进行工作面的布置

在设计矿面顶板的时候，要进行全方面因素的考虑，并对整体的具体情况进行有效综合，进而对矿面顶板进行设计，由于地区不同矿区的地理位置也不完全相同，这个时候每个矿层也会有不同的具体情况，存在一定的差异，为了能根据不同矿面的顶板而进行有针对性的设计，要对当地实际情况进行相关考察，同时在进行施工当中，矿山的岩层也要进行特别注意，避免出现山体坍塌等一些自然灾害，在施工过程中对于事先制定好的工作计划要严格执行，同时做好安全措施，整个施工中都要把安全放在首位，在进行整体的矿面布置时，安全逃生通道是首先要预留出来的，同时还要进行通风口的保留，防止出现有害气体的泄露而威胁到工作人员的生命安全，通常情况下，要具备相关人员的指导以及有经验的工人所描述的具体方法，通过两者结合进行施工。另一方面，科学合理的布置整个矿面，从而有助于后续工作的顺利进行。根据上述方法，使整个工程的安全性都得到了有效的提高，保证相关工作人员的生命安全，即使在意外发生的时候，工人也能以最快的速度逃生，这种保障技术被经常运用到煤矿开采作业当中。

(3)选择合适的液压支架

对于顶板支护来说液压支架是非常重要的设备，要能够充分满足实际生产需要来进行选择。要想使液压支架符合生产条件，要遵守以下原则：①液压支架之间的距离要大小适中，过大也不可以过小也不可以，如果间距过小，就会需用太多的液压支架，如果间距过大，则不能保证支护的安全性，通常情况下，选择支架的距离是1.6m、1.2m和1.1m；②液压支架断面在200mm～300mm是最理想的宽度距离，如果过小的移架长度，就会增大断面的支护面积，严重的会出现嵌顶情况，从而对综采工作面顶板的有效管理产生影响，不利于进行安全开采。所以，在进行液压支架的选择时必须要依照实际情况，使液压支架在运行中能够谨慎执行八字基础标准，即严、正、稳、快、净、够、直、匀。

(4)过断层顶板的支护技术

在故障时通过，对于中间机和支架的配合就要得到有效的保证，对空顶时间进行减少，并对现场支架进行快速同步移动，防止由于支架的来回抬升而损坏顶板。截煤完成后，顶板极易下落，有利于固定和支撑能够更及时。①将木螺栓利用到顶板的支护处理中，但需要注意的是，必须将其运用到煤层质地较硬、压力较大的部分。在一个眼中需要设置两个木螺钉，已达到坚固作用。②对于顶板的治理工作需要预先执行，在顶板出现碎裂时，假如因为采煤机对通道宽度的需求而需要实施切割工作时，会致使出现梁与梁之间距离过大的情况，则极易出现层面脱落的情况，则必须对屋面的施工进行提前加固措施。③对于降质高度进行适当的确定，在支座的高度范围内包含了降质高度，将上下板进行连接切割能够有效避免支座不到顶边的情况，避免剪刀的不当使用，从而出现剪刀的圆形影像材料以及屋顶空旷的情况。④两端必须要有分离线，从而对破碎的顶板可以进行密集的单支护，进而形成木支护，使得工区中不同工序在进行协调支护时都能得到保证，避免有顶板支护不足的情况产生。

4.结束语

总的来讲，煤矿生产工作拥有极高的危险性，也是社会大众极为重视的一项生产内容。对于煤矿公司来讲，不但需要确保煤炭采掘的速度和质量，还需要尽最大努力确保矿工的人身安全。虽说笔者在该文中提到了有关煤矿综采工作面顶板治理的方案和技术，但是想要使其充分发挥自身的价值，还需要得到煤矿公司和工作人员的积极协作才能完成，有关工作者必须对这部分管理技术和方案予以高度重视，提升工作人员的整体素养，提升管理成效，最终有效降低煤矿事故的出现几率。