煤矿井下采矿顶板管理分析

煤矿井下采矿顶板管理分析

朱玉峰 [1] 韩伟 [2]

陕煤集团神木红柳林矿业有限公司 [1] 陕西省神木市 719300 陕西煤业股份有限公司 [2] 陕西省西安市 710077

摘要：加强井下采矿顶板管理需要完善的技术作为保障，过硬的技术措施是顶板管理的关键，也是消除安全隐患的重要方法。井下开采时严禁空顶作业，要按照科学的作业流程进行，做好各种防护措施，对井下开采的作业场地做好安全检查，及时排查安全隐患，避免不必要的危险事故发生。

关键词：煤矿；井下采矿；顶板管理；措施

在煤矿行业的众多事故当中，顶板事故是其中非常严重的事故之一，不仅会威胁到采矿工人的生命，而且还会影响到企业经济效益。因此，需要从工人开采技术的提升、安全管理意识的强化等各个方面着手，提高顶板管理水平，为工人生命安全提供保障。

1 煤矿发生的事故

1.1冒顶事故

煤矿井下采矿冒顶事故主要包括大型冒顶事故和局部冒顶事故。其中大型冒顶事故预兆主要包括以下几类：①项板预兆。当顶板发生断裂或是直接与老项板层出现离层现象时会产生断裂声。当老顶板与上方岩层发生断裂或出现离层现象时通常会产生类似闷雷的声响。当顶板岩层发生破碎时，通常会伴随着掉渣，同时当出现人工假项发生大量煤渣或碎矸石时，出现冒顶的几率相对较高。顶板会由于顶板下沉或地质构造而生成裂缝，可以采用在裂缝中插入楔子并观察楔子是否出现掉落或松动来判断顶板是否生成裂隙。顶板在发生冒落前通常会出现离层现象，在进行顶板的离层检查中通常会采用问顶方法，当采用问顶法检查时顶板的声音清脆，则表明顶板不存在问题，若顶板出现空洞响声则表明上下岩层之间发生脱离现象。②支架预兆。在采用单体液压支柱时，支柱损坏量相对较多，使用金属支架时支架容易出现变形，支架主体易被压坏，采用木支架时支架容易出现折断现象和压劈现象。③煤壁预兆。当冒顶前压力不断上升时，煤层会出现变软现象，同时片帮的不断增加，使得电钻打眼更省力，且煤机进行切割时也不会感到较大负荷。

1.2支护的变化

支柱及支架在安全生产中占据着重要作用，往往在出现采面顶板事故前它们就会发生变化。通常表现为单体液压支柱的损坏程度大于平时，这种情况的发生预示着发生大型采面顶板事故的概率会很大，因此，在井下采矿时要时刻注意支柱和支架的变化，从而及时接收信息，采取相应措施，保障生产安全。

1.3煤层壁的变化

除上述预兆，还可以通过矿井压力来进行判断，根据以往经验，在采面顶板事故发生之前，矿井压力都会突然变大，在巨大的压力下，被开采的煤层煤质会变得柔软，在开采时就会很省力，也更容易，一旦出现这种情况，采面顶板事故发生的可能性就很大。事故发生都是有预兆的，因此在生产过程中要时刻注意各种因素和征兆，通过捕捉征兆以及时发现问题，保障及时地撤离，从而避免人员伤亡。

2 加强煤矿井下采矿顶板管理的措施

2.1加强对煤矿顶板质量的管理

煤矿顶板的质量是煤矿安全管理中的一个重要环节，许多顶板安全事故都是由于质量管理不到位造成的，开采过程中煤矿顶板质量出现问题会影响到煤矿工程的整体质量，因此企业管理人员要从煤炭顶板的质量角度出发，对整个工程的质量进行严格的把控，避免出现顶板安全事故。顶板质量不合格就会造成裂缝或者坍塌，对于不符合质量标准的支护不能验收，而是要返工，对于顶板的使用情况也要进行不定期的跟踪检查，来保障顶板的质量，从而保证整个地下工程的质量。

2.2加强煤矿顶板技术的管理

煤矿顶板的使用情况也会影响到顶板的质量，在使用过程中企业要根据实际情况提高顶板质量，组织专业人员进行分析和攻关，解决顶板的技术难题，减少顶板安全事故的发生，注重提升顶板管理知识和技术，组织相关的培训培养专业人才，从而提高顶板技术管理水平。

2.3对于顶板事故多发地点要加强管理

经过分析后会发现顶板事故发生的位置和概率是不同的，对全部的地下工程进行管理和监控是不现实的，会消耗大量的人力物力和财力。在煤矿顶板安全问题上要有针对性，对于事故多发区域加强管理，在端头和出口支护等区域要加强支护，同时加强巡视监测和管理。针对冒顶事故的发生，要制定完善的安全措施，使井下工程的每一环节都有相应的管理措施。对于措施不符合科学合理原则的要坚决予以整改。顶板管理要加强超前支护技术，顶板发生破碎时可以紧急加到超前支护的长度，配齐临时金属底，坚持敲帮问顶，预防零星的顶板事故的发生。

2.5加强对顶板管理人员和工作人员的专业培训

人为因素也是造成煤矿顶板事故的重要原因之一。煤炭井下开采危险程度高，要求管理人员和工作人员都要有较高的安全意识和技术能力，在采掘过程中一定要加强工作质量，杜绝顶板事故发生，加强针对顶板的安全管理培训，将顶板安全管理培训制定到员工的培训计划中，组织相关人员定期进行培训，使相关管理人员和工作人员了解到顶板管理技术的重要性以及先进的概念和理念，及时掌握并更新新技术并应用到生产过程中，确保顶板安全管理工作的开展。

2.6 实行特殊支护

特殊支护是指煤矿井下特殊地质中，对采矿顶板实行的管理方法。特殊地质的风险性高，提前研究煤矿的地质构造，预先了解潜在的风险，在采矿顶板的支护中，安排特殊的防护措施，及时解决突发性的故障问题，特殊支护时，配置动态跟踪的管理方法，确保特殊支护可以符合采矿顶板施工的规范要求。特殊支护后，清理采矿顶板的工作面，为作业人员，提供通畅的作业环境，规划好工作面中的特殊支护。

2.7监测顶板压力

煤矿井下采矿顶板管理强化时，全面监测顶板压力，促使工作人员，能够实时注意到煤矿井下的矿压变化，监督采矿顶板的支护状态，避免有离层，或者顶板变形的问题。煤矿井下作业环境复杂，采矿顶板支护中，做好压力监测的工作，监测时，获取了采矿顶板的压力数据，便于积极、有效的预防采矿顶板事故，保障采矿顶板管理的科学性。顶板压力监测时，应该预防人为误差，专门聘请专业的监测人员，为采矿顶板管理，提供数据支持。

2.8加强安全出口的管理

矿井开设过程中，采矿部门需要综合考量开采部位、地理环境等要素，在确保位置合理的情况下，开设两个或以上的出口，确保顶板事故发生后能及时撤离。由于井下作业危险性高，性质特殊，因此相关人员需要在三角地带、安全出口设置特殊的支护，提高安全系数。煤矿开采期间，安排专人定期检查支护和顶板，并详细记录和分析检查结果，便于及时处理。条件允许时．最好每周检查一次，尤其是井下情况，彻底排除安全隐患，确保煤矿开采的正常进行。

2.9加强掘进工作面顶板的管理

在井下掘进巷道时，必须加强对顶板的管理，预防掘进工作面出现冒顶现象。爆破工作前期，做好防护工作，及时修复爆破时破坏的支架。针对巷道的支护，结合掘进头形式合理选择支护方式，井下采煤时，如若遇到层理缝隙发育的岩层，及时缩短棚距，为增强支护能力，还要选择强度较高的支架。支架型号选择过程中，必须确保支架承力适宜，预防空帮、空顶现象的出现。支架替换期间，需要先拆除老旧支架，再架设新的支架，对于存在水患的巷道，及时进行检查和处理。对于存在透水征兆的巷道，应即刻撤离作业人员，选用有效措施处置。

综上所述，加强井下采矿顶板管理需要完善的技术作为保障，过硬的技术措施是顶板管理的关键，也是消除安全隐患的重要方法。井下开采时严禁空顶作业，要按照科学的作业流程进行，做好各种防护措施，对井下开采的作业场地做好安全检查，及时排查安全隐患，避免不必要的危险事故发生。

参考文献：

[1]浅析煤矿井下采矿顶板管理的要点 [J]. 丁国强. 能源与节能. 2017(09)

[2]顶板管理在采煤安全管理中的应用 [J]. 闫立恒. 内蒙古煤炭经济. 2020(04)

[3]顶板管理在采煤安全质量管理中的应用分析 [J]. 巩仲斌. 中国石油和化工标准与质量. 2020(18)