煤矿井下掘进工作面顶板的管理

(整期优先)网络出版时间:2023-07-03
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煤矿井下掘进工作面顶板的管理

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陕煤集团神木红柳林矿业有限公司 陕西省榆林市神木市 719300

摘要:近年来,我国是一个人口大国,对能源需求量增加。现阶段,煤矿井下作业事故大部分是由顶板问题引起的,因此顶板管理为保证作业面安全的关键要点。从作业面、巷道、支护施工、地质因素等方面阐述煤矿井下掘进作业面的顶板安全管理环节存在的主要问题,分别从棚顶板、巷道顶板和掘进面支护、支护材料、支护流程、顶板监测等方面对具体的管理措施加以说明。

关键词:煤矿;掘进工作面;顶板管理

引言

在煤矿开采过程中,最为重要的工作便是保障煤矿生产的安全性。但是,目前我国煤矿生产中安全事故发生概率依旧较高,而且掘进工作面的顶板支护问题是导致煤矿生产中安全事故发生的主要原因。因此,在煤矿开采作业过程中,要求应当进一步的强化顶板支护管理工作,从而保障煤矿开采的安全性。

1掘进工作面顶板管理的重要性

在矿物质生产的工作中,一定会进行挖掘工作中的顶板的再次审核,这样就可以为矿物质的安全生产进行再一次的检查。在井下进行挖掘过程中,当岩层在受到外力不间断的作用下,围岩的结构所保持着的平衡状态就被打破了,围岩结构本身的应力值大小也会随着结构的变化发生改变,这种时候,围岩层中就没有了足够的顶板去对巷道里面的围岩再起到足够的支护处理,这样不用说也必然会在安全方面存在非常大的风险,最终极有可能导致井下一线工作人员出现人员上的伤亡,公司遭遇巨额经济损失。因此,在日常进行挖掘面的开采工作时,要想着怎样去避免围岩结构因为受力的大小不同的问题而引起的安全责任事故,就一定会以最大的决心和动力去做好顶板的管理工作,保证矿物质的开采工作是在绝对安全的状况下去进行的。

2煤矿井下作业掘进面顶板管理问题

第一,作业面存在冒顶问题,掘进作业需要配合采煤机共同进行,同时涉及支护拆除问题,此时若存在管理问题,可能导致顶板松动,回采作业面支护撑力不足,导致产生顶部坍塌问题。第二,巷道冒顶,在巷道位置展开掘进作业时,支护措施不完善,就会使顶部的岩体坍塌,当作业面支护不稳固时,就会导致岩体冒落。第三,支护材料、施工技术等问题,煤矿井下掘进作业专业性、技术性较强,使用的支护材料以及施工技术均会对影响顶板安全。加之井下地质、作业环境等较复杂,要求管理者采取科学的管理措施,监督技术人员优选施工技术和材料,保证顶板支护施工安全。第四,地质因素,顶板安全和井下地质存在紧密关联,顶板岩性成分不同,厚度也不同,其性能对顶板受力产生影响。若存在游离岩块,可能致使支护结构坍塌、倾倒等问题。

3井下掘进工作环节面顶板的管理办法

3.1对于顶板的支护方式

现在的煤炭企业在进行巷道挖掘的时候都知道选择多种方式的支护办法,其中就包含有使用锚网进行支护的方法,使用工字钢进行支护的方法还有用特定样式的支护方法等,使用锚网进行支护的方法算是现在大多数煤矿企业在进行巷道挖掘工作的时候最喜欢使用的一种支护方法,这种支护方法的优势就在于可以使得巷道的布局最为合理,可以确实改善在开采部分所面临的安全风险程度。支护中使用工字钢进行支护的方法或特定样式的支护方法,它们的优势就在于所使用的支护方法所用到的材料具有极强的韧性。因为大多数煤矿挖掘环境都处在相对复杂的地质环境中,不管是在横向还是纵向都或多或少会受到巨大作用力,使用工字钢进行支护的方法或特定样式的支护方法就可以很大程度上去抵抗住挖掘巷道在横向上和纵向上的巨大压力。巷道的开采平面通常情况下都是梯形或是半圆形的,使用工字钢进行支护的方法或者特定样式的支护方法效果更佳。

3.2支护材料管理

在巷道支护材料管理方面,需根据巷道形状选择不同的支护材料,具体可从以下三方面入手:a)当巷道为矩形锚网形状时,可使用22?mm圆钢2根,配合同类材质螺帽吊环,共同组成支护材料,使用双层焊接形式完成二者焊接。之后测量巷道面积,采取差异化的支护措施。当巷道宽度小于5.5?m时,使用前探梁2根,同时,将梁间距设置为1.5~3.0m,临时支护使用规格为3.5?m×0.3m×0.03m的大板;当巷道宽度大于或等于5.5m时,选择前探梁3根,控制各梁间距于1.5~2.0m范围之内,临时支护的大板规格为4.0m×0.3m×0.03?m。b)当巷道为拱形、架棚等形状时,将前探梁使用卡子固定在棚梁的位置上,控制梁间距为1.2m,将前探梁的固定点间距设置为架棚间距的3倍。针对架棚巷道,需要按照巷道的宽度选择支护材料,设计材料规格。例如:当巷道宽度大于5m时,需要保证大板的规格在3.0m×0.3m×0.03m;当巷道宽度小于或等于5m时,可选择规格为2.5m×0.3m×0.03m的大板支护。c)对特殊形状的巷道展开临时支护,需根据井下作业面地质构造的特点,强化支护管理,设置防迎头片帮的装置。若底板、断面二者间距大于1.5m,可强化防护管理,保证梁间距、前探梁间距二者一致,大板长度比巷道宽60%,宽度大于0.3m,高度为0.03m。

3.3棚顶板管理

在管理掘进面顶板过程,需要制定出系列安全管理措施,科学选择支护方案,合理确认顶板和端面间距。如:若顶板、端面二者距离等于1m,此时可选择钻孔插针方法面对顶板进行加固。加固之前,落实测量工作,若冒落高度、端面二者间距和安全值的要求不相符,此时需要及时进行顶棚支护,预防出现“零皮”问题,确保相关人员安全。总体而言,在顶棚支护过程,可从掘进面的冒落区域的左侧开始,按照采掘高度,于输送机外侧的挡煤板上设置“工”字钢梁。之后从冒落区域右侧将煤壁顶住,使用“敲帮问顶”的作业方式,控制顶板压力的变化处于合理范围之内。与此同时,还需设置单体支柱,使得木料、钢梁二者在支柱的支撑下,充分展现支护功能,保证顶板安全。管理过程,如果实施假顶支护时,要保证插入钢针的间隔为0.5~0.7m,之后将木方、钢针等使用铁丝进行固定,提升加固支护的效果。

3.4加大力度保持好顶板的相对稳定

工作中顶板的相对稳定一定是可以保证煤矿持续进行安全生产的必要前提,如何让顶板的管理达到最优,一直都是煤矿企业重点关注的主要问题。实现工作台面的顶板管理要参考两个方面的因素,一个就是要提高井下一线工作人员那根安全生产责任无比重要的弦,这才能从根本上去约束工作人员自己的言行,从根源上保证安全开采的进行,避免工作人员的违规操作。另外一方面,就是要从技术层面上实现对工作台面的顶板管理,这也是实现安全开采的重要途径之一。针对全体工作人员的安全责任意识,企业要进行长期的灌输和培养,它不是短时间就可以解决的问题。

结语

由于煤层开采是在地下岩层中进行的,在复杂的地质条件下很容易发生各种灾害事故,给煤矿企业带来巨大的经济损失和严重的人员伤亡。因此,做好顶板管理工作是确保煤矿安全生产的重要前提。要实现顶板管理,就要对顶板中存在的安全隐患及时采取相应的处理措施,从而保证顶板的稳定性。针对过去综采工作面开采中存在的煤层垮落、设计不合理以及液压支架选型失败等问题,提出了一系列的改善措施,以此来对工作面顶板进行有效管理。

参考文献

[1]史增利.关于坚硬顶板回采工作面矿压和顶板管理研究[J].江西化工,2019(03):196~197.

[2]邱玉铭.浅谈综采工作面顶板支护技术[J].当代化工研究,2019(05):75~76.