煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法

煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法

张国有

黑龙江龙煤七台河矿业有限责任公司新建煤矿  黑龙江省七台河市154600

摘要：在煤矿开采中极易出现各类事故,其中通风与瓦斯浓度超标引发的爆炸是主要问题之一,不仅对煤矿开采企业的经济效益造成打击,还会威胁矿下工作人员的生命安全.可以说,矿井通风安全管理及瓦斯防治技术对煤矿正常生产运营的影响较大.为确保企业利益与工作人员的生命安全,煤矿企业应强化煤矿矿井下的通风安全管理,并对瓦斯防治技术展开探究与应用.

关键词：煤矿；采掘工作面；顶板管理；问题；处理方法

引言

煤矿掘进巷道的顶板事故主要是巷道掘进过程中出现的顶板瞬间崩塌问题。从当前煤矿开采情况来看，随着煤矿开采深度的增加，深部巷道的地质情况更为复杂。特别是在遇到断层问题后，掘进巷道的顶板容易出现破碎或者松动的问题，增加了事故发生的概率。为了更好降低事故发生概率，需要对巷道断面形状进行全面系统研究和优化，并结合实际制定出针对性的支护措施，更好确保掘进巷道安全性，降低事故发生概率。因此，对煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化进行研究有着较为重要的意义。

1煤矿采掘工作面顶板概述

在煤矿井下采掘过程中，由于采掘次数多，工作面回采频率高，工作面地质构造有所变化。具体而言，煤矿顶层主要是由特别疏松的土层构成，其地质构造非常不坚固，这就是属于易冒落的工作面顶板。对于这种类型的工作面顶板，在井下采掘时就会立即掉落下来，严重时会将整个煤矿井下都填满，引发十分严重的顶板安全事故。在煤矿井下采掘过程中，有些工作面顶板很容易坍塌。这是因为煤层上部顶板高度偏小，若煤层上部与顶板连接比较松散，在掘进过程中就容易坍塌；反之就不容易坍塌，但时间越长其顶板坍塌的风险也就越大。对于顶板很难脱落的工作面，在煤矿采掘过程中，旧的顶板还附着在上面，导致在井下开采过程中工作面不易沉下去，不利于煤矿采掘工作的顺利进行。综上所述，在煤矿采掘过程中，工作面顶板分类较多，对采掘进程影响很大。因此，要尽可能避免采掘工作面顶板管理中存在的问题，以加强煤矿工作面顶板管理，进而促进煤矿井下采掘工作的顺利进行，提升煤矿企业的综合经济效益。

2煤矿采掘工作面顶板管理问题

2.1采掘区域围岩地质检测报告精度较低

要进一步强化对顶板灾害的控制治理，关键步骤在于对采掘区域围岩地质环境进行深度调查研究，并对围岩变形破坏数据进行勘测分析，确保整体地质环境数据满足对应标准。目前一些矿区对于采掘区域的地质环境勘测工作以及周边区域地质力学特性报告均存在精度较低问题，进而埋下了大量安全隐患。

2.2复杂作业区域顶板支护与管理问题

针对煤矿采掘作业中的复杂性地质环境区域，其围岩结构、应力强度均处于变化之中，这对于支护强度要求显著提升。在诸如过褶曲、断层、陷落柱、风氧化带等结构复杂的地质环境下应结合勘测结果进行细致分析，并确定合理的支护方案。但受到多样化因素影响，部分企业在特殊区域的勘测工作中存在疏漏，同时调取的部分地质数据报告与实际地质环境存在一定出入，因而导致实际的支护方案与管控措施并不合理，进而在后续作业过程中难以维持作业开采的顺利进行，使得煤矿开采工作效率逐渐下降。

3针对煤矿顶板管理的现状的对应处理思路

3.1进一步提高区域围岩地质力学勘查精度

进一步提高采掘区域围岩地质力学的测试精度，进而完善具体煤矿开采方案、巷道规划以及进行支护方案设计等关键内容，同时为后期控制顶板隐患提供关键的地质数据调查报告。在进行巷道规划、维修以及工作面选定的过程中，勘查人员对煤矿周边地质复杂区域做好勘探评估，同时制定动态评估工作模式，确保整合了巷道及工作面的全部作业位置。在开展采掘区域围岩地质力学的评估检测与分析过程中，首先需要到国土资源单位调取对应地质数据进行初步了解，并针对目标区域顶底板岩性、地质结构以及地应力开展初步分析，详细考虑到目标区域的采动问题，通过综合顶层及底层位置的含水层、瓦斯以及等因素。需要注意的是，在开展围岩地质力学信息分析与勘查的过程中，应深入到井下进行工作，确保勘查获取的信息与开采作业面位置的地质环境保持一致，从而进一步提高整体勘查精度。

3.2创新技术应用

在采煤行业不断发展的过程当中，未来采煤技术也将逐渐向着机械、智能与自动化的方向发展。作为煤矿企业，则需要充分结合支护实际、顶板工艺发展情况，将能够应用在煤矿矿区当中的工艺、技术进行吸纳，进一步扩大以综合掘进系统为代表的技术。如对于大断面层巷道进行顶板支护时，可以对连续掘进技术进行使用，在对施工难度有效降低的同时，也能够降低顶板支护铺设难度。小断面方面，可以使用凿岩台车进行自动化定位，以此起到顶板支护的作用。

4加强煤矿采掘工作面顶板管理的方法

4.1做好施工准备

在巷道掘进工作进行前，作为技术人员即需要能够细致勘察煤矿所在地，做好地质运动特点的掌握，结合实际状况以及围岩承重等等做好合理顶板支护方式的选择。同时，需要能够提前对施工中存在的重难点问题进行预测，做好对应应急方案的制定。在设计方案时，需要鞥够始终将施工安全放在首位，做好最优施工模式的选择。在完成方案设计后，技术与设计人员则需要能够同施工人员做好研究，对方案当中存在的问题进行完善与改进，保证方案具有合理的特点，保证在该方案实施情况下能够获得较好的经济效益以及施工效果。同时，作为设计人员也需要提前报备工程施工当中使用的设备类型与数量，做好设备状态检查。在击退施工中，则需要严格按照之前制定的方案做好落实，保证开采质量。

4.2优化支护参数

在井下巷道顶板支护工作开展当中，作为工作人员需要能够对初次掘进引起重视，看巷道在位置方面是否存在变化情况。在部分施工当中，在第一次进行掘进时，巷道的位置往往会发生一定的变化与变形问题，并因此对工作的持续开展造成阻碍。对于该问题，作为施工人员则需要结合实际掘进时优化支护参数，做好合理施工方案的选择。一般来说，支护结构材料方面需要具有适中柔性与刚性的特点，以此即能够有效避免巷道发生变形等问题。在此基础上，也需要做好结构构造方案的选择，以此在对巷道施工完整性有效保持的情况下，降低后续巷道的返修几率。在巷道安全控制当中，支架强度也是不可忽视的一项内容，需要能够对支架强度相关功能进行优化，以此使围岩能够具有合适的空间，为巷道顶板支护工作的开展作出保障。作为施工人员，也需要能够做好实际环境情况的把握，根据环境实现围岩承受压力的释放，以此使支护工作获得更好的效果。

结束语

煤矿采掘工作具有复杂性和危险性等，煤矿井下采掘过程中经常发生一系列安全事故，并且由采掘过程中工作面顶板出现问题引发的安全事故占较高比例。因此，对煤矿井下采掘过程中的工作面顶板进行管理迫在眉睫，这是煤矿生产得以安全进行的必不可少的重要环节之一。在工作面顶板管理过程中，应该着重监控由于顶板故障而引发的安全事故，有效预防事故的再次发生，进而促进煤矿井下采掘工作的顺利进行，这对中国煤矿行业的长远发展具有重要的意义。

参考文献

[1]张吉昌.关于煤矿顶板管理的现状及解决对策研究[J].矿业装备，2021(03):162-163.

[2]成飞.爆破预裂技术在黄陵一号煤矿顶板管理中的应用[J].陕西煤炭，2018,37(02):86-88+96.

[3]申毅青.试论煤矿井下掘进作业面顶板的管理[J].能源与节能,2020(10):26-27.

[4]杜龙龙,宋宜猛,冯宇峰.煤矿顶板事故分析与防治对策研究[J].中国煤炭,2020,46(10):50-54.