煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法

煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法

刘建强

内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇   010300

摘要：随着社会经济水平不断地提升，各行各业对能源的需求逐年提升。煤炭作为我国主要的能源之一，对我国的发展具有重要意义。为此，国家在发展过程中更应重视对煤炭资源的开采及利用，保障煤炭资源采掘安全。

关键词：煤矿采掘；工作面；顶板管理

引言

随着煤炭需求量的不断增大，煤矿企业的开采目标转向地质环境较差、煤层分布较深的区域，这对煤矿开采技术、设备等方面提出了更高的要求。煤矿采掘过程中，生产安全是至关重要的基础保障。煤矿综采是一种机械化回采方式，具有效率高、质量高等优势，因此被广泛应用于煤矿生产中。煤矿采掘中会遇到各类岩层，部分岩层受采掘因素影响稳定性严重降低。

1煤矿顶板管理中的顶板岩层分类

煤炭企业在开挖工作面时，为了避免围岩出现损害或变形，会适当处理支护采空区，确保施工安全性。常规的划分方式将顶板岩石分成三类，分别为伪顶岩石、老顶岩石及直接顶岩石，划分的主要依据是煤层开采及顶板岩层的部位。（1）伪顶岩石。伪顶岩石通常由碳质页岩构成，相对较薄，厚度不会超过０．５ｍ，出现坍塌的几率极高，危害施工安全，通常位于煤层最上方，落煤坍塌几率较大。（2）直接顶岩石。直接顶岩石分为泥页岩及砂页岩，该层往往位于伪顶上方或者煤层上方。相对而言，直接顶岩稳定性高于伪顶岩，通常不会出现垮落情况，只有在支架撤回时才会导致塌落。（3）老顶岩石。老顶岩石由砂岩及砂砾岩构成，处于顶部岩石上方。该岩层相对坚固，不容易出现垮落。同时，顶板可以分为松软顶板、坚硬顶板、中等垮落顶板及塑性软曲顶板。无论采用哪种方式划分顶板，目的都是实现对顶板的分类管理，确保顶板管理力度，避免出现安全事故。

2综采工作面顶板管理中存在的问题

2.1顶板控制技术不合理

在煤矿回采中，首先需要确保煤矿顶板具有一定的完整性，以及在实际采掘时煤炭可及时垮落。然而，由于很多工作面的顶煤厚而坚硬不容易垮落，需要采用合适的放顶煤技术。现阶段，煤矿放顶煤技术有很多，例如深孔爆破、注水及水力压裂等，这些技术都存在优点和不足之处。比如深孔爆破技术，该技术具有效率高、使用简便等优势，但是如果使用不当，就很容易引发煤矿冲击地压事故。煤矿的地质环境及压力分布情况存在差异性，因此可能会出现顶板控制技术选择不合理的现象。

2.2安全措施不合理

煤矿综采工作面顶板控制中，不仅需要采取合理的控制技术，还需要额外采取安全措施，从而进一步确保煤矿采掘的安全性。煤矿生产中的顶板种类较多，例如过断层区、顶板破碎区及靠近地质构造区等区域的顶板。根据调查，煤矿中很多事故的发生是由于采取的安全措施缺乏合理性、科学性，导致顶板控制不当。例如，在陷落柱区域，人员获得的陷落柱位置准确度低，不能及时对顶板进行金属网控制，最终导致大量碎石落下，影响综采工作面安全；还可能会遇到底板较软的情况，如果采取的措施不合理，很容易造成液压支架陷入底板，导致液压支架支护效果差。

3煤矿采掘工作面顶板管理策略

3.1注重采掘前的调查与预防

为了取得顶板治理成效，矿井管理人员应把预防作为出发点。在采煤前，要调查和了解采煤工作面顶板的受力情况，计算顶板应力分布情况，掌握采掘作业对工作面顶板的影响，分析并防治各种顶板管理问题。特别是在研究开采过程中的顶板应力场分布情况时，必须保证正确，对顶板发生的危险准确预测。另一方面，在采掘之前进行检查，确保工作环境、支护设备处于安全状态，保障采掘顺利开展。在此期间，质检人员一旦发现煤层顶板管理存在问题，需及时明确原因，在此基础上制定解决方案。同时，要对煤层顶板管理责任进行划分，如果出现问题，责任人第一时间上报，使得问题可以及时解决。

3.2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。

3.3保障掘进工作面管理有效性

煤炭采掘生产过程中，为了保证煤炭采掘工作面的高效管理，在生产中要注意多个问题。首先，要大力发展新的顶板治理技术，加强对顶板的治理。其次，当煤巷顶板岩性为泥岩性或泥煤性时，开采过程中容易出现松散，必须调整。另外，在沿空巷中设置煤柱时，还应科学设定降压区、升高区，为顶板控压打下基础。为了适应不断变化的采煤环境，矿井必须引入更大跨度的叠置支护、锚杆支护等新技术。在这样的技术支持下，矿井才能保证大型设备和工作面回撤，为回撤和安装铺平道路，有效弥补锚杆的不足。

3.4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。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。

结语

煤矿综采工作面顶板控制技术对煤矿企业的安全、稳定发展具有十分重要的意义。通常情况下，煤矿选择液压支架作为顶板支护的重要设备。在实际应用过程中需要充分掌握采掘区域的地质条件，根据煤层及岩层的具体分布情况科学合理地选择顶板控制技术。这不仅可以使煤矿综采工作面的安全性得到保障，还可以提高煤矿的生产效益和效率，促进煤炭行业的发展。

参考文献

［1］张建勋.基于煤矿综采工作面顶板控制技术分析［J］.内蒙古煤炭经济，2018(10)：36-38.

［2］谷鹏程.探究煤矿综采工作面顶板控制技术［J］.矿业装备，2018(6)：26-27.

［3］弓剑.煤矿综采工作面过断层时的顶板控制措施探析［J］.矿业装备，2018(4)：140-141.