煤矿井下采矿顶板管理分析

白彦龙

（鄂尔多斯市东胜区能源管理综合行政执法大队，内蒙古自治区 鄂尔多斯 017000）

引言

近几年，我国社会经济进步十分迅猛，尤其是工业进步最为显著，其在整体发展进程中贡献尤为明显，随之而来的是提升了煤炭等能源的消耗。在矿井施工期间，安全问题层出不穷，国家与社会对矿井施工期间安全问题给予了较高的标准。在此只要针对矿井施工期间煤矿顶板管理的具体情况与预防措施进行探究与分析，若是管理工作出现问题，则可能影响矿井施工的安全性，进而影响矿井施工的进程与效率。

一、我国煤矿顶板事故发生的特点

1.我国煤矿安全生产事故和顶板事故发生的次数和死亡的人数已经达到同步下降，对于安全生产的状态也不断巩固，对于安全生产管理工作有了很大的加强，但仍然不能够放松警惕，对于安全事件的防范是一件非常重要的事情。2.对于巷道施工地质条件的调查有所缺失，而导致巷道支护设计呈现不合理的现象发生，在设计的过程中缺少针对性，临时的支护没有起到有效的作用，再加上在进行临时支护的过程中不够及时，空顶作业会导致事故的发生，占的比重较大。3.一些煤矿企业为了推进作业进度、赶任务，使得采掘出现了失调的问题，在进行掘进的过程中，若是发生巷道失修而发生变形时，就需要采用前掘后修的方式来进行平行作业，这样会使得掘进工作面以及巷道维修地点的顶板事故发生的频率大大增加。

二、煤矿顶板事故原因分析

（一）支护方式不合理

1.煤矿生产技术部在开采前没有对矿井的资料进行详细研究，造成工作面设计布置与井下实际情况不符。技术人员没有对巷道的地质构造进行现场分析，导致井下巷道应力集中区的实际顶板压力大于设计时工作面所能承受的最大压力，施工人员支护顶板难度大，此时工作面如果增加新的掘进巷后会将巷道原有的顶板平衡彻底破坏，导致掘进工作面发生大面积垮落。顶板在发生下沉后，施工人员没有采取有效措施进行支护，也会导致顶板大面积垮落。2.生产技术部在设计时没有落实巷道的具体情况，还按照之前的方式对顶板进行支护，导致巷道的顶板得不到有效支护。

（二）直接顶推垮型冒顶

综采期间，直接顶推垮类别冒顶情况的发生可能导致顶板碎裂，同时通过循环崩塌的模式持续的增加损坏范围。综采支护顶板碎裂期间，顶层发生移动期间容易造成各种构造发生破坏，增加顶板冒顶损坏范围。因此，矿井公司需要在直接顶推垮类别冒顶情况发生的第一时间采取良好的方式展开防治、处理，防止事故持续的恶化。

（三）开采设计缺乏科学性

在进行开采的设计以及支付的设计过程中出现不合理的现象，其支护设计以及方案都缺少了针对性，一般是根据原有的一些经验来进行决定的，没有进行科学性的考虑。有一些煤矿企业仍然是本着“重生产、轻安全、抢进度、赶任务”的态度来进行生产，使得生产出现了盲目性，这会让生产布局以及采区设计出现不合理的现象，并且会使得采掘接替时更加紧张，在追求快速掘进的过程中，导致支护的质量大大下降，达不到生产的标准，若是在掘进的过程中发生刚到出现变形时，就需要进行前掘后修的平行作业方式，这就会有可能使得堵人以及埋人的事故发生。

（四）煤矿的地质因素

针对矿产资源来说，区域地质状况呈现多样性，同时因为近几年煤炭资源用量逐渐增多，但是浅层储存数量较少，所以需要逐渐增加开采深度，在此过程中地质状况逐渐显露，从而在不同程度上增加了顶板管理动作困难度。因为矿井施工深度的加大，地应力也随之出现了较大改变，同时类似的压力在持续提升，严重妨碍了顶板的相关特性，所以需要制定有效的方案开展防治，不然可能出现较大的影响。

（五）传统的支护方式

1.设计人员在进行前期规划时没有根据巷道的实际地质条件入手，而是按照以往的经验进行计算设计，这就会导致支护强度达不到实际要求，同时落后的支护工艺也会造成顶板得不到有效支护。2.在掘进工作面遇到特殊构造时，施工人员不能从根本上认识分析顶板破碎的原因，而是采用传统的支护工艺进行处理，顶板得不到有效支护。

（六）施工人员素质低

1.矿井的工作人员整体综合专业素质较低也是导致顶板下沉的主要因素。由于煤矿的工作人员专业知识较低、培训力度差、工作强度高等原因造成井下顶板发生下沉隐患后，工作人员未能辨识或不知如何处理，最终导致顶板大面积垮落。2.工作人员对顶板的专业支护知识认识薄弱，而且为了加快掘进进度，未对顶板进行合理有效的支护。如锚杆长度不够、树脂药数量不多、钻眼不深、锚杆存在质量问题、锚杆未达到标准预紧力，这些都会导致顶板支护效果差。

三、煤矿井下采矿顶板管理分析

（一）正常条件下的顶板管理措施

加强职工教育培训，组织职工学习相关技术要求和规范，熟悉和掌握规范要求和施工要点，提高安全防范意识，保证施工过程中严格按照设计及安全规范施工。加强工程技术管理，严格按照编制规程（措施）施工并做好技术交底工作，在施工过程中应做好工程质量检查验收工作。加强材料进场的检查和验收工作，在材料进场后，应及时按要求进行复查，复查不合格的材料或者未进行复查的材料严禁使用。全面落实安全制度和监督管理工作，严格执行煤矿顶板管理相关管理制度，加大煤矿顶板安全管理的监管力度。

（二）进行严格的审批流程

首先，整体施工前期，开采单位需要安排有关工作者展开实际勘测、讨论顶板管理方法与支护措施。依据地质情况与矿压查看数据制作过程，保证施工标准能够发挥良好的促进作用，确保施工的安全性。其次，提高对审核流程、审核方式等相关工作的重视程度。出台相应的标准，遵守地质结构不清楚不进行审核；顶板管理工作相关标准不完善不予审核；标准制定存在问题，方法科学性较低不审核。并且在工作规划期间要具有较高的科学性，譬如完成爆破后需要及时进行支护，尽量控制顶板悬空的裸露时长，第一时间解决能够引起冒顶的条件。最后，若是状况出现变动，第一时间讨论并制定补救方案。借助转变支护措施来强化支护作用，进而强化顶板管理。

（三）液压支架的合理选择

液压支架是矿山安全顺利开采的重要前提之一。液压支架的一个有效的选择是综采工作面的稳定性，在选择过程中要考虑这三个因素：1.液压支架的类型取决于其承载能力，因此应选择合理承载能力液压支架。液压支架的选择我们可以选择将不同重量的石块放在液压件上，液压支架的承载重量在支架的上限处测量；也可以选择通过现场检查局部液压支架结构的承载能力数据，确定支撑吨位，选择合适的液压支架。2.在开采过程中，要求液压支架的高度随开采位置的不同而变化，开采水平随开采的发展而变化。因此，在进行数字化测量的同时，必须考虑液压支架高度对工作面的影响。3.液压支架结构的位置不同，开采也因实际环境的不同而不同，选择合适的液压支架主要要求包括三点：第一，选择液压支架，确保其不得影响通风。第二，确保液压支架底座面积大，压力低于底板承压力。当压力过高时，液压支架在采煤时会粘在底板上；当底座面积较小时，液压支架会悬翘起来。第三，防止液压支架在使用过程中滑动。如果液压支架由于地理环境的影响而发生滑动，将影响液压支架的稳定性和采掘人员的安全。

（四）重视应用一些顶板安全管理措施

若是想要良好的管控开采施工面的顶板，则必须科学地规划安全管控标准，同时科学的选取支护措施，判定断面与顶板的间距。譬如，断面距离顶板一米的情况下，需要选择钻孔插针的方式展开加固。并且，在进行加固之前必须保证准备工作开展效果，譬如展开精准的勘测，若是察觉断层与冒落高度间距和额定值存在差异，此时需要依据具体状况开展顶棚支护，从而确保施工人员的生命安全。总体而言，开展顶板支护期间，需要按照开采高度，自冒落位置左侧开展，同时需要在运输设备外侧挡板位置装设横梁。此项工作完结之后，需要在冒顶位置右侧针对煤柱进行支撑，采用敲帮稳定的方法。此外，需要展开单体支柱的规划确保钢梁和木料起到良好的支护效用，从而提升顶板的稳固性。持续强化支护构造的管控，从而提升顶板支护效率。按时检验支护施工的效果，保证支护构造与顶板能够良好的结合。同时具备较高的稳固性与整体性。开展放顶工作前期需要预估容易出现的情况，同时依照出现的情况制定整改方案，保障效果，提升安全观念，全面提高管控能力[1]。

（五）过地质构造带的措施

在工作面围岩破碎或出现地质构造时，及时采用超前管棚进行施工。锚杆支护必须紧跟工作面，缩小循环进尺，采用一掘一喷，增加锚索+钢带进行加强支护，减小锚索的间排距，必要时进行29U 型钢架棚套棚支护，确保顶板安全及巷道成型。上山施工还需要按措施使用好放片帮网，杜绝顶板伞檐，在出现伞檐时必须停止施工，未处理完不得在工作面从事其他作业[2]。

（六）矿压观测

按照规定要求及时安装顶板离层指示仪，检测顶板下沉情况并做好监测记录，定期对监测数据整理，分析顶板活动规律，为掘进巷道支护参数提供依据。根据现场实际情况，在巷道围岩破碎、压力大的薄弱地点设置围岩观测点，定期进行围岩观测并做好记录，及时对观测数据整理、分析顶板变形情况和活动规律，根据巷道变形情况采取相应的措施。对巷道围岩压力大的地方安装锚杆（索）压力计，及时监测巷道围岩压力，对于围岩压力显现的地方,采取施工泄压孔方法进行卸压，确保巷道围岩稳定[3]。

（七）加大煤矿顶板管理的资金投入

煤矿企业需要不断地对顶板管理进行资金的输出，还需要对顶板管理的一些先进的技术以及设备进行引进，要更新观念，不能够认为引进新的设备就会导致成本大大增加，减少了企业的经济效益。在实际的工作中，对于先进技术以及设备的引进能够有效提升企业的工作效率，同时还能够保障企业的工作能够顺利有序进行，保证运行过程中的安全性，使得煤矿顶板事故的发生率大大减少。所以，以长期的目光来进行观察，煤矿企业的利润也会逐步的提升。此外，会大大优化煤矿顶板的管理，使得企业的经济效益也大大增加。在煤矿顶板管理方面加大资金的投入，采用先进的技术以及设备能够大大的促进煤矿企业对顶板的管理工作[4]。

结束语

针对当前煤炭资源节约开采，发展绿色开采的趋势，煤矿将大力推广无煤柱开采。同时，顶板治理水平直接影响矿井沿空留巷的效果，而恒阻锚索在矿井顶板管理方面具有广阔的推广应用前景。通过恒阻锚索在东河煤矿顶板管理方面的技术应用实例，论述了其科学合理性，同时消除了顶板管理安全隐患，起到节本提效的作用[5]。