煤矿井下采煤工作面顶板管理

王 伟

（山西焦煤西山煤电晋邦德煤矿，山西 吕梁 033000）

在日常井下顶板面采煤工作中，要格外注重顶板管理工作，以此降低顶板事故发生率，减少此类事故的出现，从而促进煤矿企业的正常生产发展。安全第一是施工过程中的宗旨，在施工过程中，要严格保证施工中的人员人身安全，这样也可以为企业赢得声誉，所以在进行施工时，需要每一个部门都严密配合，这样才能实现施工的设施安全。

1 煤矿井下综采工作面放顶煤采煤技术

1.1 柱式采煤技术

柱式采煤技术是种较传统的煤炭开采技术，这一技术又可被分为房柱式采煤技术和巷柱式采煤技术。柱子是重点支护设备所以之间的距离保持在10~20m之间，然后进行采掘工作最终采用爆破法来回采。由于这种方式较为简单且工作面小，所以多个工作面能够一起运转，从而提升工作生产效率，节省资金。而煤柱尺寸的确定，需要考虑到很多因素，比如地质情况、煤质和采掘深度等。如若煤柱尺寸过大则会影响设备运行和放置，从而增加资金的用量。此外，工作中利用爆破法进行回采，会对环境带来很大污染，可能会污染周围的土壤、水资源，从而隐藏着很大的安全风险[1]。

1.2 放顶煤

放顶煤工序是非常重要的一个工序，其有效性关联着井下工作面放顶煤采煤作业的效率，对于作业安全有保障作用。在进行井下工作面采煤作业时，首先要按照相关要求来严格控制其步骤，例如放煤口位置、顶煤厚、尺寸规格和破碎状况等。一般来说采取循环割一刀放一茬的方式来进行作业，并且同时控制好循环进度。其次，放煤要依照一定的顺序，可依据单轮间隔顺序，与割煤工序同步，控制好放煤量。与此同时，工作时也要注意，在放煤时，不能采取一次性最大限度的调整回转梁，而是保持好上下部间距，其间距不能小于0.2m。最后，为了保障顺利放煤，可以用摆梁粉碎掉放煤口的大块煤。此外如若发现矸石的话，要在第一时间避免矸石的混入，以此提升作业的安全性，提高工作效率。

1.3 综合机械化采煤技术

综合机械化技术，就是指施工过程中所有与生产环节有关的操作都用机械进行，即生产工序的全自动化，其中包括割煤、采煤等步骤。其中，有两个步骤最值得注意，第一个步骤是割煤，需要割煤机破煤然后相关人员进行装煤。在割煤时经常采取滚筒式采煤机与刨煤机两种方式，这两种方式通常为企业采用。第二个步骤就是运输，用运输机将开采的煤传输出去，并且最大程度地减少数量上的误差。综合机械化采煤技术指生产全自动机械化，从生产环节到结束全部使用机械，但是在使用时要遵守规则严格操作，同时保障相关工作人员的安全，促进工作效率与质量的提升，保障劳动强度的稳定。将机械化运用到施工之中，这样可以解放人力资源，也能够提高工作的效率。

2 煤矿井下采煤工作面顶板事故的主要类型

针对煤矿井下采煤工作面顶板事故的分类，主要细分为以下几类。

2.1 推垮型冒顶事故

推垮型冒顶事故主要发生在煤矿开采工作进行的过程中，更多的集中于刚开始的开采工作中。所以在此类顶板事故的预防工作中，防治的重心主要在于预防推垮冒顶事故。

2.2 压垮型冒顶事故

发生此类事故很多都由压力引起，由于顶部压力过大，使得工作面顶部被压垮，虽然这类事故在煤矿井下采煤工作面顶板事故中占比较小，但是发生之后引起的后果会十分严重。

2.3 漏垮型冒顶事故

漏垮冒顶事故主要发生在采煤工作面的破碎顶板之中，除此以外，这类事故的影响范围很大，波及面较广。所以，在进行采煤工作中，要采取一定的管理措施。由于煤炭是我国的重要能源之一，所以煤炭的开采对我国的能源保障起到重大的战略支援作用。但是由于地下环境的复杂性，所以在进行采煤工作时需要有效的顶板支持，顶板操作能给工作提供安全性与稳定性。由此，在进行开展工作之前，要合理分析出煤矿井下采煤工作面顶板事故可能出现的原因，根据出现原因再设置出有关顶板管理措施，可以针对不同原因划分具体的针对措施，利用有效措施来降低事故发生的概率[2]。

2.4 冲垮型冒顶事故

这类事故主要出现在坚硬的岩层中，因为工作时的煤矿采空区多为悬空，所以就很容易被外界所影响从而发生偏离或者倒塌，从而发生顶板事故。这种情况又被称为局部岩块冒顶事故，在事故发生之后则人员的伤亡将难以避免，由于此类事故的发生一般没有预兆，由此预防难度也较大，所以在预防工作中要重点注意局部岩块冒顶事故，避免此类事故频繁发生。

3 煤矿井下采煤工作面顶板发生事故的原因

3.1 煤矿井下采煤工作面地质条件的影响

在煤矿井下采煤工作中可能会遇到断层或破碎层等复杂的地质条件，对煤矿的安全开采产生巨大影响，影响正常开采工作的进行。所以在进行工作的过程中，要将地质情况勘探清楚，这样才能保证施工中人员的安全。

3.1.1 断层

当采煤工作面出现断层时，那么开展顶板管理会有很大难度。这是因为在此等地质条件下大多数会有着断层泥，而断层泥遇到水会软化，如果再加上其他外力的影响会导致坍塌的发生。此外，断层的特殊地质条件下会影响到工作面的稳定性，从而进一步影响顶板工作的发展。

3.1.2 破碎层

煤矿井下采煤工作经常采用爆破方式，这类方式同时存在一定的弊端，因为采取爆破就会导致震动的发生出现，从而使岩体结构与土壤的稳定性受到影响，也更容易造成崩塌，对工作带来负面影响。

3.2 煤矿井下采煤工作方式的影响

采煤工作中工作方式不同会导致发生顶板安全事故，而且不同工作方式也会引起不同的顶板事故。例如，采煤工作时，支护不及时会导致冒顶、爆破设置不合理与爆炸药量不合理会引起顶板安全事故，从而产生巨大经济损失。而地下环境的复杂随着煤矿开采工作难度不断增加，不可控因素增多。因此在煤矿开采中要合理优化调整顶板设计，而且优化过程中也要因地适宜，结合实际地形情况。减少对煤矿开采工作的干扰与影响，使顶板的作用能够真正地得到发挥。

4 煤矿井下采煤工作面顶板管理措施

4.1 加强设备管理

设备是煤矿井下采煤工作开展的前提与基础，设备的好坏关系着工作是否能够顺利进行，良好的设备能够有效促进采煤工作的顺利开展。所以安全生产是采煤工作顺利推进的保证，在工作中也要结合不同地区的实际情况，尽可能地选择最合适的设备来进行工作。因为液体支架是煤矿井下采煤工作面顶板管理中的常用设备，所以在进行液体支架的选择时要十分谨慎。选择液压支架不仅要考虑支架的质量和性能，而且要考虑采煤工作面的实际情况以及煤层条件，同时在选择支架高度与设备时也要有合理性。其次，要选择合适的巷道支护方式来保护顶板，降低顶板安全事故的频率，使得采煤工作面顶板更加稳定与安全。最后，在设备管理工作中要注意设备是否有老化，如若磨损较为严重，则需要及时更换磨损设备，如有轻微老化现象也要及时上报。工作人员还需要在煤矿作业前进行检测设备，方便及时发现并处理问题，使工作效率提高[3]。

4.2 加强环节管理

为保障采煤工作的顺利实施，可以进行采煤工作面的顶板管理，这样在很大程度上，利于提升人员与设备的安全性。采煤工作中针对顶板管理可以主要采取以下方面的措施：首先，注重维护相关机电设备。因为采煤工作离不开机电设备，因此平时工作要注重机电设备的检修，及时进行异常处理，保障机电设备的正常使用，保证开采效率。其次，要保障支架的支撑力。支架的支撑力需要满足一定标准才能达到工作要求，而支架所具有的良好性能可以减少事故发生，减轻顶板的压力，提升工作安全性。再次，因为在实际工作之中需要用到液体支架，所以支架会被迫进行移动，而此过程会导致液压支架的不稳定。所以，当支架的偏移情况出现时，要及时采取相关的调整措施，使顶板和支架之间的连接性得到保障，使其一直保持贴合状态。除此以外，支架之间要适当留有一定的距离，这样能够避免支架之间工作过程中的相互挤压，避免更多失误的出现。最后，在管理中也要结合实际情况来采取措施，落实好工作，使支架发挥正常作用，加强工作面顶板工作的稳定。

4.3 加强技术管理

进行煤矿的井下采煤工作的过程中，需要采用相关的技术来进行操作，因为技术直接决定着采煤工作中的顶板的安全。所以对于采煤工作，必须使用最适宜的技术来进行操作，这样会在很大程度上降低事故的发生率。另外，对于顶板的管理，需要相关的人员来进行专门化管理，对于不同的煤矿，其环境不一样，所需要的管理模式也不相同，每一个煤矿都需要采用科学的管理手段，才能及时发现问题并且解决问题。在开采过程中，对于安装完毕的顶板，需要请相关的专业人员来对其进行管理和控制，提前判断其安全隐患，这样可以有效减少安全事故的出现。在煤矿采煤的过程中，外界因素也会对施工产生很大的影响，所以要根据实际情况，采取针对性的防范措施，确保施工的安全性，尽可能减少事故的发生。因为在施工中，安全始终是第一位的，每一项施工都必须保证施工的安全，所以必须采取相应的措施，预防和化解安全隐患、安全问题，发现一个解决一个，始终把安全第一奉为第一宗旨，无论是技术方面的问题还是外界因素，都需要施工单位根据实际环境情况，做出最优的判断，选择最合适的方案，将事故发生率降到最低，最大限度地保证施工中的人员安全[4-5]。

4.4 重视支护设计

为了对顶板可能出现的事故进行预防，十分重要并且必不可少的一个环节就是支护设计。支护设计分为四个方面：首先，需要根据当地的实际情况，计算支护的强度，并且以此为依据，挑选出最适合该环境的支护支架和最佳的支架数量，这样可以保证支架不出现意外；其次，如果底板比较软，就需要适当增加底板的数量以此来维持底板最基本的支持力，并且还必须要做相关的实验之后，方可投入正常使用，部分支护设计参数见表1；另外，对于特殊情况，要选取适当的解决措施，例如，如果施工中需要支撑力较大的顶板，那么在进行施工之前，就需要对巷道进行支撑，并且在实际施工之前，需要检查巷道之中支撑板的质量，确保其支撑力能够符合施工的要求，同时也需要保证材料质量过关，如果施工中存在压力，那么就需要严格规定采煤的高度，这样能够避免因为高度过高而产生的安全事故，对于顶板管理，就需要根据实际情况来拉支架，这样也可以避免冒顶事故的发生；最后，支护设计完成后，必须邀请相关的专家来对最终的施工进行安全性评估，并且请求专家发出改进意见，如果支护设计的可行性比较低那么相关的团队就需要对其进行优化，这样才能及时高效地完成工作中可能出现问题，优化施工的质量和效果。

5 结语

总之，顶板事故在煤矿井下开采工作中十分常见且难以避免，而且其发生会对工作带来很大的消极影响。除此之外，有关人员调查研究发现，此类事故存在一定的发生规律，可以在一定程度上进行预防。因此工作中可以将采煤工作与实际相结合，实事求是，结合工作需求，加强顶板的管理，使工作安全性得到保障，推动正常工作的进行与煤矿产业的长远发展。