关于采煤工作面顶板控制措施探析

摘 要：煤矿事故今年来成为人们关注的焦点，煤矿事故以其危害巨大，影响恶劣的特点受到全社会的关注。而顶板事故就是煤矿事故中高发的事故之一。而事故不但带来了严重的经济损失，更危及到公民的生命安全，因此有关部门应当建立起一套完善有效的顶板的规范办法，通过有效的监督和管理来标准化顶板的安全。除此之外管理人员的管理水平以及工作人员的技术水平都会影响事故发生。

关键词：顶板控制；防治措施；采煤面

中图分类号：TD327.2 文献标识码：A

所谓的顶板事故是因为回采时工作界面的岩层受到外力是的受力失去平衡，其覆岩层和下步岩层负荷超过承受之而产生了崩塌。虽然顶板事故在近年来有所下降，但是危害仍旧巨大。技术的提高和理论的完善会一定程度上预防顶板事故，但在生产中，顶板认识需要关注的地方。按事故发生地点统计排在前三位的是：采煤工作面（63.18%）、掘进工作面（12.55%）、巷道（13.81%）。

管理制度的合理有效性是矿场能够完美运行的基本条件之一，这就要求对井下矿压掌握。

1 影响回采工作面矿山压力显现的主要原因

1.1地质因素

（1）岩石力学性质

矿上压力受到岩石力学的影响，实验表明，岩石的内部不同密度含量以及大小等方面的区别都会影响矿压的不同，岩石强度成为了联系矿压的标示。岩石强度越高，那么矿压就会越发的明显，那么造成事故的原因就比较明朗了。

（2）开采的深度

对于有煤岩突出的井道，土质越是松软，那么随着开凿的深度的加深，巷道的围岩就会发生挤压变形的现象。开采的深度直接影响着矿山的安全尤其是对巷道矿压的影响非常明显。

但是开采的深度对于顶板的影响并不是很大，也就是说工作面的顶板的压力大小和开采深度是没有较为直接的联系。所以对矿压的显示也不明显，及时是达到地下千米，用助理是350KN左右的支柱仍旧不会影响顶板安全。

（3）煤层的倾角

相对比开采深度，煤层的倾角对于顶板的影响就大得多，矿压显现也越明显。事实证明，煤层的角度越大，顶板下沉的状态就会越小，那么就是说，角度越大的煤层矿压显现就越小，那么顶板出现事故的肯能行就会越小。

1.2开采技术

（1）巷道布置

矿井和巷道的建设是受到多方面的制约以及影响的，诸如，地理环境、地质差异等等，如果开采位置也就是巷道建立在原岩应力区那么巷道的受力比较小，所以维护方便。假如巷道建设在支撑压力区那么发生顶板事故的问题就比较的明显了。这是因为巷道在建设的过程中破坏了围岩的矿压平衡。

（2）支护

巷道的支护是指用支架将巷道支撑起来，通过支架和围岩一起承担上覆岩层的负荷。支护架的稳定性越好矿压的显现就越小，也就是说顶板的事故发生可能性就越小。反之巷道的稳定性差，顶板就极易崩塌。

（3）工作面推进速度

工作面推进速度越快，顶板下沉量越小，顶板下沉速度加剧，矿压显现越明显。采高越高，工作面矿压显现越明显；采高越低，工作面矿压显现越缓和。

2关键层对岩层移动的的影响

众所周知，由于煤系地层的分层特性差异，因而各岩层在岩体活动中的作用是不同的。有些坚硬的厚岩层在活动中起控制作用，即起承载主体与骨架作用；有些较为软弱的薄岩层在岩层活动中只起加载作用，其自重大部分由坚硬的厚岩层承担。因而，我们把在岩体活动中起主要控制作用的岩层称之为关键层。于是，关键层的定义可做如下表述：在采场覆岩层中存在多个岩层时，对岩体活动全部或局部起控制作用的岩层称为关键层。关键层判别的主要依据是其变形和破断特征，在关键层破断时，其上部全部岩层或局部岩层的下沉变形是相互协调一致的，前者称为岩层活动的主关键层，后者称为亚关键层。也就是说，关键层的断裂将导致全部或相当部分的上部岩层产生整体运动。显然，关键层的断裂步距即为上部岩体部分或全部岩层的断裂步距，从而引起明显的岩层运动和矿压显现。关键层由其岩层厚度、强度和载荷大小而定。

3回采工作面顶板控制

3.1全部垮落法控制顶板老顶达到极限跨距后，随着工作面的推进，老顶发生初次断裂，垮落的岩石在采空区内重新胶结，形成“砌体梁”结构，达到新的平衡关系，有效的缓解了上覆岩层的移动。随着理论、技术的逐渐完善，采用全部垮落法控制顶板已得到广泛使用，并在安全管理方面取得了显著成效。

3.2单体支架支护工作面顶板控制

单体支架由金属支柱和金属铰接顶梁组合而成的支架，按其金属支柱的特性有可分为：摩擦式金属支架和单体液压支架。

（1）摩擦式金属支架：通过调节控顶距来适应各类顶板。由于其工作寿命过短，现已日渐被淘汰。

（2）单体液压支架：单体液压支架的液压支柱是典型的恒阻式支柱。安设支架以后，通过调节活柱使支架很快达到额定阻力，因此，它始终可以保持工作助力不变，能对顶板较好的支撑和维护。

由于单体支架没有较好的掩护性能，对外界的抵抗力也比较弱，在来压时必需采取相关措施：①保证支柱有足够的初撑力。②防止支柱钻底。③支设特种支护，起到双保险。④在老顶来压时，尽量避免“回柱放顶”。

（3）综采工作面顶板控制

液压式支护架是现代化技术在采矿业中的应用体现，综采机械化利用液压式支护架加强控项能力，通过三类支护达到科学而管理，是的生产工作面的效益得以增加，安全生产得以实现。

①支撑式：通风面积大，切顶效果好，质量轻，工作阻力高，支撑速度快。适用于倾角小于15°，厚度为0.6-3.6m，顶底板较为平整、稳定的煤层。

②掩护式：对机道上方顶板进行支撑，对采空区冒落的矸石进行掩护。适用于倾角小于15，厚度大于0.9m，采高较大，周期来压步距稳定，顶板比较破碎的中厚煤层。

③支撑掩护式：是集支撑和掩护两种方式的支护，具有两种的有点，并且适应性强。适用于倾角小于20°，顶板比较破碎的中厚以上煤层。

结语

顶板事故在煤矿事故的伤亡率中占有很大的比例，但是通过科技的发展以及新的技术在采矿领域的应用，比如，采用机械化，智能采煤；通过现代网络通讯技术提高检测水平，及时预报可能的事故；以及利用更先进的技术了解更加细致准确的地址构造等等，都可以纳入防治顶板事故的措施中去。此外合理的管理制度也是安全生产的理论保障。

参考文献

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