煤矿采掘工作面顶板管理问题及处置方式分析

2020-12-08

魅力中国 2020年19期

（平煤股份一矿，河南平顶山 467000）

我国经济建设的快速发展，人民生活水平的提高，使得我国对于能源的需求与日俱增。引言煤矿采掘的任何一个环节都有可能造成严重的安全事故，工作面顶板安全事故在所有煤矿事故中又占有较大的比重，因此，加强工作面顶板的安全管理，能够有效减少煤矿采掘工作事故的发生，从而保证煤矿采掘工作的质量和人员安全，提高企业的经济利益。

一、煤矿采掘工作面顶板事故产生的因素

（一）煤壁的周围环境影响力

从周围的环境来观察，如果煤矿产生了裂缝并且对地质产生了影响力，煤层表面的顶应力就会呈现出各种复杂的情形，再进一步就会使得煤层中没有固定的岩块逐渐增多，就会对煤矿的采掘受到直接的影响。煤层在受到采掘人员的挖掘工作时会产生松动的现象，这些松动的煤层会因此发生崩塌现象，致使煤层的顶板不能承受住煤层崩塌的压力。并且支护的作用变得极其脆弱，这时的煤层因为本身强度的不足发生顶板事故，这就有力的说明了煤壁周围地质环境的影响力在煤矿的采掘工作中还是非常大的。

（二）出现在工作面两端机头、机尾位置的冒顶事故

采煤工作面的机头机尾也是煤矿顶板管理的重要内容之一。采煤工作面的机头机尾在实际生产过程中会根据生产的实际需求而进行移动，在顶板支架的更换过程中会发生松动，而回采工作面连接的巷道较小的巷道支架初撑力难以有效控制直接顶岩层的松动、下落和破裂，从而造成顶板冒顶事故。

（三）冒顶出现的问题

在相关采掘人员进行煤矿的采掘过程中会不断地去开掘新的巷道，并且在新巷道进行掘进的工作过程中如果选用的施工方法不合理，就会在巷道的连接部分产生冒顶现象。煤矿在挖掘过程中最大的突出特点就是工作面的顶板会产生下沉速度的变化，会随着开采人员采掘煤矿的速度发生变化。煤矿采掘的相关企业会为了提升采掘时的生产效率适当的加快对煤层的采掘速度，这时就会影响到顶板的下沉速度。当工作面的顶板数量不断增加或者岩石的体积超过基本标准时，就会影响到工作面的支架作用，导致煤层的整体变得不够稳定，进而产生冒顶现象且出现冒顶事故。

二、煤矿采掘工作面顶板管理问题处置方式

（一）加强棚顶顶板管理

棚顶顶板管理是顶板管理中的重要组成部分之一。棚顶顶板管理中，一般情况下，是根据端面距离长短以及煤层顶板高度，来选择支护方式。若是煤层顶板、端面间的距离为1米，则棚顶顶板管理中，多采取临时钻眼插钢针的措施。若是端面距、冒落高度均超出安全范围，则需要加强对采掘机顶棚的支护，预防“零皮”事故的出现，避免人员伤亡。实际开展预防冒落作业的时候，从冒落区一侧开始，首先将工字钢梁设置在输送机挡煤板的外侧，其高度等同于采高，而冒落区的另一侧，应将煤壁顶住，并进行敲帮问顶，以及时掌握顶板压力幅度。为避免顶板二次冒落的出现，可以在煤机轨道之中将单体液压支柱搭接起来，提高钢梁、木料的支护效果。

（二）封堵采空区漏风通道

为防止采空区漏风，在工作面下隅角吊挂挡风幛，在上隅角用黄土袋码放挡风墙，在上隅角挡风墙以里压注马丽散，对上隅角煤体及其周围空间进行全面充填，严密封堵，最大限度减少采空区漏风供氧，延缓“氧化带”浮煤氧化。

（三）掘进工作面及巷道的顶板管理措施

对于掘进工作面以及巷道的顶板管理，目前通过以下几种方式来实现：第一，可以推动光爆锚喷技术和“三小”技术（即小钻头、小锚杆和小药卷）的在巷道应用。第二，可以结合巷道稳定性与锚杆长度来选择掘进工作面及巷道的顶板管理方式。巷道顶板的岩层的不同，其掘进头稳定的松动范围也有所不同，对于松动范围在0～2m 的锚喷巷道，都需要保证20～40KN 的锚杆锚固力。第三，在煤矿掘进过程中需要保证前探梁的使用。前探梁主要分为吊挂式、一梁二环式、一梁三环式等，除了部分较为坚硬的岩石条件下，其他巷道在掘进迎头时都最好使用前探梁。其中，一梁二环式和一梁三环式在煤矿的生产过程中的应用范围较广。第三，煤矿掘进工作面及巷道的顶板管理过程中，可调式工字钢支架和卡环式工字钢支架的应用较为广泛。其中，锚喷支护最好选择螺母与锚杆连接的吊环式工字钢支架。

（四）掘进工作面与巷道顶板的安全管理方法

在煤矿的采掘工作中，对顶板的管理可以适当的引入新型的技术，例如大跨度的支护叠加技术能够广泛的应用于如今的重型设备中，以及那些工作面比较大的回撤与安装空间内。这种新型支护叠加技术能够有效的缩小支护施工时的安装周期，并且有利于加快煤矿采掘工作的速度与作业完成的进度。这种新型技术能够将传统支护技术的缺点所弥补，有助于提高煤矿采掘工作的效率。