煤矿采掘工作面顶板管理的问题研究

摘要：工作面顶板事故在煤矿开采中是比较常见的，煤矿的采掘工作面顶板管理工作也是煤矿安全生产管理的重难点问题。加强煤矿采掘工作面的顶板管理，对于促进煤矿开采安全减少事故发生有着重要的意义。对顶板的科学、合理、有效的管理是实现煤矿采掘工作安全高效的关键。本文分析了煤矿采掘工作中造成工作面顶板事故的原因，并针对这些问题提出了相关的解决措施。

关键词：煤矿的采掘 工作面顶板管理问题

中图分类号： X752 文献标识码： A

随着社会和经济的发展，对于能源的需求量也越来越大，我国作为一个煤矿资源丰富的国家，煤矿的开采规模和开采范围也变得越来越大。煤矿开采是一项高危工作，事故发生的频率也因为各种因素而居高不下，一旦发生事故，就极有可能造成财产和人员的损失。工作面顶板事故是煤矿开采中发生频率很高的事故，在煤矿开采过程中，加强顶板管理是掌握安全生产主动权的关键环节，也可以有效的预防顶板事故的发生。因此，若想提升煤矿开采作业的安全性，就要注意加强采掘工作面的顶板管理。

一．我国煤矿采掘工作面顶板管理工作现状

煤矿开采工作在现代经济发展中扮演着越来越重要的角色。然而，在煤矿开采过程中存在着不少的问题，导致事故频发，造成了人员的伤亡。具体问题表现为：

1 对顶板管理工作缺乏监督

在对于煤矿开采过程中，缺乏监督，对顶板没有进行必要的安全处理措施，又由于施工过程不规范，导致顶板出现冒顶事故，严重危害施工人员的生命安全。对社会造成不良影响。

2 部分煤矿责任方过分追求利益

煤矿的开发发展越来越快，其中的利益也越来越大，产生了不少非法煤矿。政府管理部门监督管理不到位，导致部分煤矿在证照不全的情况下非法生产。对于施工人员来说也是极大的危害。

3 对于煤矿的开采工作没有专业的人士进行指导

煤矿的开采工作是关乎国计民生的，不应该出现安全事故。在开采煤矿时，没有专业人员进行现场指导，往往导致施工工作不规范，产生安全隐患。

二．煤矿采掘工作面顶板管理事故出现的原因

1 煤壁周围的冒顶事故

由于在部分煤层的顶板中存在原生裂缝、构造及采动等情况，往往会出现互交错的裂缝，以至于产生了各种形式各异的游离岩块。在支护及放炮过程中，支架支护不牢是冒顶事件产生的主要原因，煤帮周围有时也会因为上层压力过大而出现压塌的情况，导致冒顶事故的发生。

2 放顶线周围的冒顶事故

顶板下沉程度会随着时间的推移而变得越来越明显，以至于在采掘过程中可能出现大块的游离岩块，游离岩块会随着回柱工作的进行而逐渐的移动。通常情况下，会对原本稳定性达不到要求的支架产生较大的影响，同时，在对最后一根柱子进行回拆操作时，极有可能会出现顶板冒落的现象，以至于对正在进行采掘工作的人员生命安全造成威胁。

3 工作面两端机头、机尾位置的冒顶事故

在煤矿采掘工作面生产过程中，机头机尾的移动情况要根据实际来进行操作。但是，在移动的过程中，拆除原来支柱换上所需支柱时，被破坏的顶板会产生不同程度的松动。而且在回采工作面连接的巷道处存在相对小的巷道支架支撑力，很难控制直接顶的下落、松动、破裂，对于原巷道支架的不同棚腿移除，要结合回采工作面的进展进行逐个移除。

4 巷道掘进工作面位置的冒顶事故

在掘进破岩工作中，在顶部就会出现与岩体失去连接的岩块。如果不及时采取合理的支护措施，就极有可能发生岩块的垮塌事故；在掘进工作面周围进行提前支护部分的顶部，也有可能产生与岩体失去连接的岩块，如果不采取措施或者采取不当的措施也极有可能导致顶板跨落等现象。

5 巷道连接处的冒顶事故

一般情况下，对老巷道的一侧进行开帮处理时，在巷道交叉点进行施工的施工方法要对旧的巷道棚子采用大棚子及抬棚来代替，在巷道的顶部也可能存在与岩体之间不关联的岩块。此外，附近的岩块会随采掘工作的进行而不断向巷道处移动，又由于刚刚架设好的大棚强度达不到要求，这就往往可能导致冒顶事故发生。

6 顶板破碎带周围处的冒顶事故

断泥层较常见于断层带的周围，它会因为涌水量过大而出现软化坍塌的现象。在对其进行实际处理操作时，一般采用泥质填充。如果稳定性不够，就极有可能产生围岩破碎，对采掘工作面顶板的安全管理工作带来极大的负面影响。同时，破碎岩体在爆破的过程别容易出现结构改变的现象，当岩体结构面超过允许值时就会产生滑动。此外，顶板的自撑拱形内的岩体重量会影响岩体的抗拉强度，导致其顶板承受的拉应力必然会超出岩体抗拉强度，导致顶板在拱顶区域也可能出现冒落现象。

三．对煤矿采掘工作面顶板管理问题的解决措施

1 加强采掘工作面局部厚煤层的顶板管理

在采掘过程中，采场的矿压异常会在遇到局部相对较厚的煤层时显得格外的明显，离层就会在煤的各个岩层之间形成。在顶板压力、煤壁下沉速度这些因素的共同作用下，顶板就会发生不同形式的垮落。对构造带的局部厚煤层回采时采用支撑能力更强且更具稳定性的支护方法可以有效的预防这种现象的发生，同时还要采取一定的措施预防煤壁片帮冒顶事故的发生。对于局部厚煤层回采工作，一般采取在构造带两边进行支护的支护方式。这种方式的有点便现在：控制范围广，支撑能力强，操作方便，而且更加的稳定。如果对构造带两边采取这样的支护方法，就可以加强对顶板的管理，支撑完整层，达到挑落破碎层的目的。总之，要根据实际情况选择合理的支护方式。

2 采煤工作面稳定煤层的顶板管理

在对采煤工作面稳定煤层的顶板管理工作中，要严格按照国家相关规定进行操作，同时也应该结合实践情况进行必要的调整。具体要求为：按照相关的规定对支柱质量提出高要求，严格的进行定期检修和质量核定两个方面的工作，在质量的核定工作中，要做到支设整齐稳固、接实顶底板；正确的使用特殊的支护，如切顶支护、贴帮支护与超前支护等，应该足够重视采煤工作面初次放顶操作，注重各环节之间的关系与衔接，在初次放顶前要编制相应的管理对策，推行责任制，强调管理的关键性，严格的预防顶板初次来压而可能造成的冒顶垮面事故。

3 综采工作面的管理措施

综采工作面顶板的管理工作是煤矿安全生产的保证，做好顶板管理工作需要做到以下几点：

1）液压支架的选择要合理。应该根据液压支架的初撑力和工作阻力，工作面的采高一级在控制范围内顶板的下沉幅度等来选择好合适的支架。

2）初采初放期间工作面顶板管理

在综采工作面初放时不进行必要的保护措施，很容易发生安全事故。所以加强初放期间的技术管理工作是十分必要的。首先要进行合理的矿压观测，并对结果进行科学的分析。对于液压支架的检修质量以及支护质量，泵站出液压力要大于技术要求以保证了支架的安全和有效支撑力，这样支架才能限定顶板的直接离层量。若有不能正常垮落，悬顶面积过大的的情况，可以采取工作面顶板倾斜深孔爆破切槽的办法进行人工强制放顶。

3）正常回采期间工作面顶板管理

加强综采设备的全面检修，大幅度提高开机率。只有保证开机率，综采工作面才能安全高效生产。在生产过程中，应该采用追机拉架的方式，工作面所有的液压支架的初撑力一定要保证达到额定阻力的 80% ，在正常生产过程中我们要严格按照作业规程要求控制工作面采高，并及时调整支架本身的千斤顶，同时，还应该加强顶板压力分析。

4）过构造期间顶板管理

现在我国绝大部分煤矿都是高产高效综采，都是特大型设备，所以我们一般情况下都是采用硬过法。但是过构造时候除了正常的顶板管理措施外，我们还要采取一些特殊的相关措施。在这之中需要注意的是尽量控制采高，过构造时候采用快速带压擦顶移架，尽量减少控顶时间，加强工作面上下端头支护。

5）更换设备大件时顶板管理

更换大件的时候大部分情况下检修人员都是在液压支架下面或煤壁附近工作，一方面需要检修人员树立起自我保护意识，在作业前认真观察工作面顶板、煤壁以及支护的情况，另一方面要采取有效措施加强对煤壁和顶板的支护。特别是在更换采煤机大件的时候要把采煤机停在工作面顶板较为完整的地方，液压支架也要留出足够的步距，如果需要，可以用木料抵住煤壁，确保安全。要坚持敲帮问顶制度。当工作面需要更换液压支架顶梁、前探梁的时候，还需要降下支架。

4 加强监督管理工作

在煤矿开采过程中，煤矿安全监管部门应该充分发挥其监督职能。对开采准备工作进行监督，确保准备工作无误之后才能开始生产。在开采过程中，也要及时的对工况进行监控，并且对监控数据进行采集分析，对可能发生的事故提前进行预防，确保开采工作顺利进行。

结语

煤矿的开采对我国经济的发展具有不可替代的重要作用，而在煤矿开采过程中频繁发生的煤矿事故也对经济和社会的发展造成了巨大的损失。做好煤矿采掘工作面顶板管理工作最重要的措施就是完善顶板管理制度。完善的技术措施和严格的现场管理工作是煤矿采掘工作面顶板管理措施得到有效落实的基础和保证。在采掘过程中，要加强安全监督，全面提高工作人员的技术能力，并且对顶板进行定期的检查和维护，将质量、效益、安全并列放在第一位。只有保证所有环节之间相互联系，相互配合，就可以有效解决煤矿采掘工作面顶板的管理问题，对顶板事故的发生起到良好的预防作用，才能提高煤矿开采作业的安全性。

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