加强采煤工作面顶板管理的措施探讨

武俊华

摘 要：煤矿开采是在岩层中进行，时刻受到矿山压力的威胁。在煤矿工作面进行作业时，工作面煤层顶板的管理显得十分重要，顶板事故是煤矿安全事故的重要原因之一。因此，加强煤矿工作面顶板的管理对于煤矿的安全开采显得十分重要。本文针对煤矿工作面顶板管理中存在的一些问题进行分析，在此基础上提出了一些有助于顶板管理的措施，可以供有关技术人员提供参考。

关键词：煤矿开采;工作面;顶板管理;措施

1引言

在煤矿开采过程中，每年由于顶板问题引发的事故已经成为了煤矿安全生产的威胁。由于煤矿开采过程中地质条件的不确定性，顶板事故发生具有很大的不确定性，特别是在目前的深矿井开采过程中。采煤如何控制矿山压力，减少顶板事故的发生对于煤矿企业显得十分重要。这不仅仅是个技术上的问题，还是个管理问题。据相关资料统计，在煤矿顶板事故中，80%的事故是由于管理不善引起的[1-2]。由此可见，有效的顶板管理对于保证煤矿开采的安全性具有十分重要的作用。本文着重分析了顶板事故的原因以及类型，在此基础上提出了一些有效提高煤矿顶板管理的技术措施，以保证煤矿工作面的安全开采。

2 煤矿工作面顶板分类

煤矿开采是在岩层中进行的，时时刻刻受到矿山压力的作用。矿山压力主要是由于岩石自重产生的，在煤矿开采之前矿山压力处于平衡状态。在煤矿开采后，工作面周围的矿山压力会重新分布，这就会导致在某些区域会出现应变集中现象。一旦应力超过了煤岩体承受的极限状态，煤岩体就会破坏。这就会出现矿山压力显现问题，例如岩石挤入巷道、变形、冒落、坍塌以及支架变形等。在工作面附近的巷道發生破坏时，不仅对煤炭的运输和工作面通风产生影响，还会带来重大的安全隐患，威胁到工人的生命安全。在煤矿开采时，应该根据工作面顶板的类型进行管理。

回采工作面的顶板按照岩层位置和特性可以分为以下几类：①伪顶，是指工作面煤层上方较薄的岩层，一般厚度较小，其主要成分是炭质页岩，在工作面推进时会直接垮落;②直接顶，是在伪顶上的单层或多层的岩石，其主要成分多是泥质页岩与砂质页岩，在工作面移架时会发生垮塌;③老顶，是在煤层上方厚而坚硬的岩石层，一般厚度可达几十米甚至上百米，在开采时极不容易垮落。顶板分类如图1所示。

也可以按照工作面顶板的管理分析进行分类，主要有以下几类：①极难垮落顶板，一般是老顶，在液压支架移架和回柱时不受影响;②易垮落顶板，一般是指直接顶岩层，在液压支架回柱时很容易出现煤层顶板垮落;③中等垮落的顶板，一般是指松软的岩层，这种岩层在回柱时会填满采空区，对采空区顶板起着支撑作用;④塑形弯曲顶板这种顶板会在移动支架与回柱时发生下沉与塑性弯曲情况，因为岩层具有厚度与硬度，所以只是在发生弯曲与下沉时才会发生垮落，直到接触到底板，而并非垮落。

3 煤矿顶板事故的原因

煤矿顶板管理事故可以分为两类：采矿方式不合理引起的和管理引起的，下面将分别对这两方面的原因进行分析。

3.1 采矿方式不合理

在煤矿开采过程中，采矿方式不合理会引起矿山压力显现，从而引发煤矿开采过程中的顶板事故。在工作面开采时，两端预留的空间较大导致在顶板的中间处矿山压力过大，在达到顶板岩层的承载能力后，煤矿顶板会发生断裂，出现垮塌引发安全事故。此外，在强制放顶时，放顶线设计不足，这样就缺乏对煤矿顶板的有效控制，导致在液压支架回撤时，会出现顶板的提前掉落引发顶板安全事故。由于在煤矿开采过程中，顶板不完整，在进行开采时并未加强支护，导致顶板的承载能力不足，出现大面积冒顶，影响安全性。

3.2 工作面顶板管理不善

一般情况下煤矿由于顶板管理不善导致的安全事故可以分为以下几类，第一类在采煤作业时煤矿顶板在没有支护的条件下，在矿山压力的作用下，顶板垮落冒出引发安全事故，这类事故多发生在工作面初次回采期间，严重影响了采煤工作面的生产效率;第二类由于支护强度不够，在顶板周期性来压时巷道承受过大的支承压力而出现破坏;第三类顶板的岩层之间粘结力不足，在采煤工作面推进过程中，容易出现顶板支护失效而导致巷道出现破坏;第四类顶板是厚而坚硬的岩石，在工作面开采后顶板长期悬空不垮塌，当开采到很大距离时顶板会出现突然垮塌，这种情况引发的安全事故最为严重，因此对于坚硬顶板一定要采取强制放顶。

4 加强工作面顶板管理的措施

4.1 树立安全生产的意识

采煤工作面的顶板管理时煤矿开采中重要的内容，其不仅关系到生产的效率，而且还对煤矿生产的安全性产生直接影响。因此，煤矿企业都非常重视生产过程中的顶板管理，以保证煤矿生产的安全性。由于煤矿的开采是通过人力和机械设备的协调完成的，树立安全生产的意识，对工作面顶板进行有效的管理显得十分重要。通过树立安全生产意识，不仅可以约束员工的行为，还可以提供安全。这就要求矿工不仅要熟悉煤矿工作面顶板的情况，还要了解顶板管理的一些规范以及一些措施。在作业时要对工作面顶板的支护情况进行检查，在确保安全后可进行作业。在采煤作业时要严格控制空顶距，避免工作面顶板长期处于悬空状态，以免发生安全事故。

4.2 加强工作面顶板支护

据统计很多顶板事故多发生在地质构造区域，这是由于在地质构造区域矿山压力异常，岩体较为破坏。因此，为了保证生产的安全性，在地质构造区域附近应该加强支护。这就要求煤矿企业预先的对地质构造的区域范围进行探测，然后制定详细可行的支护方案。在现场施工时，应由采煤工作经验丰富的人员进行指挥，以保证在进行支护时具有很高的强度。此外，在采煤时要禁止非正常支护方式，尤其是空顶现象。支护完成后应该对顶板的支护情况进行检查，排除存在的安全隐患。顶板支护属于比较特殊的管理部分，其与采煤工作面存在直接的关系，需充分结合工程的实际情况发挥顶板管理的作用。

4.3 要预测顶板的矿山压力

总而言之矿山压力是导致出现顶板事故的主要原因，而且在采煤工作面附近矿山压力是个动态变化的过程。因此，为了加强对采煤工作面顶板的管理，这就需要合理的估算顶板的矿山压力并做出相应的对策。这可以通过以下几个方面来实现，首先对煤矿工作面顶板活动情况进行监测，预测采煤工作面顶板矿山压力的变化：其次考察顶板支护情况，检查支护的有效性;最后应该观测采煤巷道的变形情况，分析顶板的活动情况。

4.4 提高顶板管理的有效性

为了保证采煤工作面的顶板的安全性，必要对工作面顶板进行有效的管理。顶板的有效管理一般应该包括以下几个方面，第一顶板管理人员可靠性，在顶板管理时要求全面检查煤矿支护的质量，包括材料工艺流程的规范性;第二合理的安排顶板的管理时间，由于在煤矿开采过程中工作面顶板岩层的情况是不断变化的，因此在开采时应根据生产的实际情况对煤矿顶板进行管理，针对出现的危险要进行及时处理;第三顶板管理一定要符合煤矿安全规程，没有批准或运行，相关工作人员不能私自变动顶板，明确顶板管理中的质量要求。

5 结束语

煤矿开采是在岩层中进行，时刻受到矿山压力的威胁。在煤矿工作面进行作业时，工作面煤层顶板的管理显得十分重要，顶板事故是煤矿安全事故的重要原因之一。因此，加强煤矿工作面顶板的管理对于煤矿的安全开采显得十分重要。结合采煤工作面顶板管理的现状，做好顶板安全管理的工作，保证工作面的安全作业，进而保证矿工的生命安全。采煤工作面顶板管理在安全理念的约束下，逐渐体现出强化状态，有利于提高顶板管理的效率。

参考文献：

[1]崔燕雷.采煤工作面顶板安全管理及预防措施研究[J].山西能源学院学报，2018，31（02）：41-43.

[2]方恒.浅析采煤工作面顶板事故原因及防治措施[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（09）：165-166.

[3]闫建宙.采煤工作面顶板安全管理及预防措施的探讨[J].化工管理，2017（18）：181.

[4]崔李伟.煤矿回采工作面顶板管理问题的处理方法研究[J].能源与节能，2016（01）：15-16.