探究顶板管理在采煤安全管理中的应用

高振超 刘军

摘要：安全是煤矿生产的“生命线”，也是煤矿行业高质量、可持续发展的基石。在煤矿开采过程中，采煤安全管理占据主导及核心位置，作为采煤安全管理的核心环节，顶板管理质效一直是煤矿领域关注与研究的焦点。基于此，文章以安全生产理念为导向，牢固树立安全事故预防为主、处理为辅的基本原则，在分析顶板事故影响因素、采煤安全管理中顶板管理现状的基础上指出若想充分发挥顶板管理效能，需科学布置采煤工作面、合理选择液压支架形式、完善安全措施。

关键词：顶板管理;采煤;安全管理

在煤矿开采过程中，顶板事故是发生频率较高、破坏性较强的安全事故类型之一，顶板岩石涌入采煤工作面会损坏机械设备、破坏工作面稳定性，轻则降低煤矿生产经济效益，重则造成后果严重的安全事故。为此，顶板安全成为采煤安全管理的重要组成部分，借助先进、前沿的管理技术、管理方法手段防范冒顶事故，以完善的安全防护措施保障人员及物资安全。但当前采煤管理中顶板管理状况不容乐观，安全意识薄弱、监管不到位、采煤区地质条件复杂且未能得到及时改善在很大程度上加大了顶板事故发生概率。为此，需对采煤安全管理中的顶板管理予以高度重视，以科学的顶板管理计划及措施保障采煤作业安全性。

一、采煤安全管理中顶板事故影响因素

在采煤安全管理中运用顶板安全的前提在于了解不同类型顶板事故的影响因素，把握顶板管理要点，制定具有针对性的顶板控制措施，才能够从准备阶段提升顶板管理计划的完整性与系统性。通过分析煤矿生产相关资料及文献，总结出以下两项顶板事故诱发因素：

（一）采煤区地质条件

煤矿生产中，煤层所处位置并不固定，虽然具有一定的成矿规律，但因地质条件复杂、勘探技术水平有限，不可能完全预测煤矿开采过程中遭遇的所有突发情况。因此复杂多变的地质构造、时刻变化的地质条件是采煤安全管理中顶板事故发生的关键诱因之一。例如当采煤作业面越过断层时，如果断层内断层泥的含量较高，当断层泥遇水后便会软化，对基岩的粘附性也随之降低，导致顶层岩层的稳定性与坚固性难以得到保障，极易出现顶板跨落、坍塌问题;再如当采煤作业面存在破碎层时，需要借助爆破技术对顶板进行控制或放顶，爆炸及机械设备运行所产生的震动会破坏顶板岩体结构，当顶板岩体坚固性不足且横向应力较大时便会导致顶板岩体崩塌，威胁现场作业人员的生命安全。除此之外，矿山自身的压力大小、压力变化幅度等也会对顶板稳定性造成不利影响。采煤作业过程中会对覆岩层产生扰动，致使覆岩层下沉或变形，将进一步导致矿山压力直接加载到顶板支架上，伴随着初压、周期性来压，顶板支架牢固性会遭到破坏，如果在顶板管理中未能结合地质结构预测此类变化、情况，将会诱发安全事故，降低采煤安全管理有效性[1]。

二、采煤安全管理中顶板管理现状简析

采煤管理中加强顶板管理可降低各类安全事故发生概率，保障人员及财产安全性，推进煤矿行业的可持续发展。近年来煤矿领域对采煤安全管理中的顶板管理予以高度重视，按照国家相关规定设置专业的顶板管理队伍，并制定了一系列顶板管理措施。但从实际的顶板管理质效来看，依然存在诸多问题。首先，顶板管理队伍综合素质、专业技能参差不齐，部分管理人员协调力、组织力、约束力不足，不能严格控制采煤作业行为，可能会因人为操作失误诱发冒顶事故;其次，未能及时改善采煤区地质条件。煤矿开采前需要聘请专业化、社会化地质勘测机构全面掌握采煤区地质、岩石等信息，但部分煤矿企业为节约成本，或是在地质勘察阶段聘请不专业、资质不足的勘察机构，或是以现有地质勘察技术人员组织开展采煤区地质条件改善工作，导致地质勘察不细致、资料收集不全面，弱化安全事故预测及预处理作用，并且会降低各类顶板管理措施的实际效用，不利于提升顶板管理的应用价值[2];最后，采煤作业监管不到位，部分采煤人員未严格按照相应规范及技术要求进行采煤作业，如在操作相应设备时参数设置不合理、安装顶板支架时质量不达标等都会为顶板管理埋下安全隐患。

三、顶板管理在采煤安全管理中的应用

煤矿生产过程中，顶板事故诱发因素较多，再加上井下作业条件不充分、环境恶劣、地质情况复杂、矿压时刻变化，需要针对上述诱因，结合顶板管理现状思考如何在采煤安全管理内充分发挥顶板管理作用。结合实际工作经验及对顶板管理的思考与实践，提出以下顶板管理在采煤安全管理中的应用策略。

（一）科学布置采煤工作面

布置采煤工作面是煤矿生产的前端环节，不仅关系到煤矿作业效率、质量，而且管护采煤安全管理中顶板管理效果。为此需科学布置采煤工作面，降低安全事故发生概率。首先，安排专业地质勘察队伍了解采煤区地质条件、地质构造、岩层特性、岩层厚度及其跨落规律。在全面收集地质资料的基础上预测采煤作业中可能出现的顶板问题，制定预处理措施后进行下一步管理工作;其次，在地质条件最为理想的区域布置采煤工作面，预留好风巷安全出口及备用工作面。同时，根据现场实际条件、勘察结果等合理布置煤柱，解决采空区漏水、漏风问题，为现场采煤人员提供更加安全、稳定的作业环境，既能够避免顶板安全事故的发生，又能够激发现场采煤作业人员安全意识与工作主动性;最后，对采煤相关设备性能、参数等进行检查，尤其要了解不同设备运行所产生的震动频率与强度，结合顶板岩层厚度及移动性分析机械设备震动对顶板岩层扰动程度，确定顶板控制要点及支架布设位置。同时需保证各类采煤机械设备处于同一工作面内，便于后续采煤作业的同时提升顶板管理有效性[3]。

（二）合理选择液压支架

选择液压支架是顶板管理的关键环节之一，也是采煤安全管理要点。在选择液压支架前需要充分考虑直接性稳定性类型、老顶级别及相应的矿压显示参数、截高及煤层强度、煤层厚度变化、煤层倾角及工作面推进方向、必要通风断面等。在此基础上根据顶板实际情况选择适宜的液压支架：①如果顶板稳定等级为中或低，优先选择掩护式液压支架，并且需要根据底板的坚固程度计算、确定支架底座尖端比压;②如果顶板岩层较为稳定，但周期性来压较为强烈，以支撑掩护式液压支架为宜;③如果顶板平整度不足，可以选择四柱式液压支架或掩护式液压支架。如果确定为四柱式液压支架，需要以增加前柱阻力、设置可伸缩梁等方式强化对机道上方的顶板控制。

除此之外，需要根据煤层平均截高、支架类型、顶板等级、煤层厚度等验算、确定支架高度、支架伸缩比、支架强度及工作阻力、支架中心距离与宽度等相关参数，保证液压支架能够起到强大的支护作用。

结束语

冒顶是煤矿生产中较为常见的安全事故类型之一，是采煤安全管理的重中之重。地质条件、采煤技术是顶板事故两大诱因。虽然当前煤矿企业高度重视采煤安全管理中的顶板管理，但依然存在顶板管理队伍综合素质及专业技术参差不齐、未能及时改善采煤区地质条件、采煤作业监管不到位的问题。为此，建议科学布置采煤工作面、合理选择液压支架、完善顶板管理安全防护措施，进而提升顶板管理在采煤安全管理中的应用效果。

参考文献

[1]张志勤.采煤工作面顶板安全管理及事故预防对策[J].西部探矿工程，2021，33（05）：183-184.

[2]董大飞.顶板管理在采煤安全管理中的应用分析[J].内蒙古石油化工，2021，47（01）：68-69.

[3]贾志兴.关于采煤工作面顶板的安全管理及预防措施分析[J].矿业装备，2020，{4}（06）：108-109.