矿山采掘作业中顶板管理问题及处理方法研究
2021-11-30张同印张大斌
张同印,张大斌
(1.山西美锦集团东于煤业有限公司,山西 太原 030402;2.山东井亭实业有限公司,山东 滕州 277000)
我国矿山采掘行业中最应该注意的就是顶板问题,对顶板的管理是整个施工过程当中最需要注意的阶段,所以,在采掘部分的施工期间,应尽可能避免顶板案件的出现[1]。但就总体的角度展开分析,采矿过程中顶板这个问题是最为常见也是最容易出现的,这也在一定程度上对采矿的安全施工造成影响。最为显著的问题就是制约了矿山开采在安全的情况下开展持续性生产,从而造成矿产领域的总体经济水平不断降低,及其管理工作从事者本身安全难以得到保障,对大量员工的安全造成威胁,可以看出对没顶板的管理不可或缺,需要尽快采取相应措施。下面就采矿顶板事故出现的原因展开分析,以供参考。
1 采矿顶板事故产生的原因
1.1 违规支护
国内矿产资源大部分都是地下开采,所以在井下采掘期间,保障采掘部分围岩稳定对其安全生产而言有着重大意义。采矿过程中巷道支护这个技术在近期得到了很大的提升,现下主要包含着砌碹支护、棚式支护、型钢支护及其锚杆支护等。这类支护技术的运用对提高矿井本身安全生产水平,避免片帮、顶板事故有着很大的作用。然而在井下进行操作的人员,假如难以合理且安全的运用这部分技术,就极易造成顶板事故的出现。在所了解的顶板事故当中,违规支护相关的不安全动作包含着:不按照规定方式展开支护和调节支护方法、没有对作业领域及时支护、拆卸已有支护或是爆破期间没有强化支护、从里到外设置支护。这其中,前两种不安全动作较为常见,分别出现了13次与9次。这两个不安全动作都是人员在实际作业期间,由于未按照所编制的安全技术方式来展开施工,或是在施工期间由于安全意识淡薄,没有及时对作业部分进行支护,来确保作业区域的安全,进而造成事故的出现。
1.2 矿层垮塌
目前,我国矿产资源领域的持续进步,并逐步进入到深井作业时期。在开采期间,因为操作主要是在深井当中,极易被地质的条件与结构这些因素所影响,矿井工作从事者每时每刻都在被矿层坍塌所威胁。矿层如果垮塌,就会在很大程度上影响到处在深井区域工作人员的安全,为矿产领域带来很大的经济损失。
1.3 液压支架选取不合理
导致矿产综采工作面顶板出现问题的关键原因就是液压选取不到位。矿产安全这个工作从事者唯有对顶板做全面的了解,才可以对巷道顶板做良好的管理,才可以给采矿人员创造一个更为安全的工作场地。然而在生产期间开展液压支架环节期间,部分工人对液压支护并不是很关注,对于矿井压力及其通风这些问题不够重视,最终造成液压支护支架的选取不到位,给矿井人员的作业增加了危险,如果出现支护坍塌,就会导致安全事故的频发,为矿产企业带来较大的经济损失。
1.4 人为疏忽
人员安全行为对于采矿中的顶板事故出现有着非常重要影响,对于人员的不安全行为进行有效控制,将会在很大程度上影响到采矿过程中顶板安全这个管理工作的效果。而安全素质是影响企业本身安全管理能力的主要因素。人员素质越高这个工作的效果就越发明显,自然生产安全也可以得到保障。人员的行为也会被生理与心理因素所制约。个体行为包含着安全素质、操作水平、心理生理及其三违行为的出现,确保其能够安全生产。
1.5 空顶作业
在进行矿道掘进期间,其道围岩会出现变形和破坏,以至于垮落的情况。假如没有采取支护空顶作业,就有很大可能会造成片帮冒顶的问题。相关安全标准中提出:采掘工作面需要依据作业的要求来完成支护,不能进行空顶作业。每个支架都应该借助设置进行固定,同时采取防倒柱方式。避免在浮矿与浮矸上设置支架。因此,掘进工作面每向前推动一段距离,就需要及时做好巷道支护,不然就会出现空顶。同时,如果支护无效也会被叫做空顶。
2 强化采矿工作面顶板管理的有效措施
通过上文分析,对顶板管理期间存在问题的原因有了大概的认知,为了保障顶板管理水平的提高,需要运用有效的方式,强化采掘工作面顶板管理这个工作的落实。
2.1 创建健全顶板管理意识
创建完善采矿工作面顶板管理这个意识,在采煤作业当中建立起顶板安全管理这个基本理念,保障顶板管理的安全处理安全始终处在约束状态中,这样既能够为采矿作业中顶板安全创造条件,又能够对采矿作业从事者中负责板作业岗位人员行为进行约束。首先,参加采矿作业的工人应该对工作面顶板的实际情况进行熟知,以免在工作者交接班期间存在注意事项疏漏的情况;其次,在做采矿作业以前需要事先检查工作面顶板实际的支护情况,对于顶板部分的管理加大力度,保障在采矿作业期间不会发生顶板部位脱落的情况;最后,在采矿期间应派遣专人去对顶板的状态进行检查,如果发现异常就需要及时采取对应的管理方式,把顶板存在的安全风险降到最低。
2.2 强化采矿工作面局部厚矿层的顶板管理
如果出现采矿工作面与局部厚煤层连接的状况,采场的矿压异常体现的较为突出,在各大矿层之间会产生离层,被顶板压力及其矿壁稳定这些因素所影响,顶板就会有各项形式的冒落情况。在这样的状况下,需要在选用在构造带局部厚矿层回采时运用支撑力较大且稳定的支护模式,并且针对矿壁片帮冒顶事故选用有效方式。普遍运用的局部厚矿层回采支护模式就有构造带两边选用支护,其主要的优势就有支撑力较大、控制范围广及其较为稳定这些,造带两边借助这种支护模式,就是让局部充填法代替别的垮落法来进行顶板的管理,合理运用构造力来完成挑落破碎层与支撑完整层的目标,所以能够在实际运用当中被广泛运用。因此,对于运用情况的差异也应选取合理的支护方式,其主要目标就是完成顶板本身稳定性的加固,假如现场有着特许需要,还需要运用木锚加荆芭背板护帮来避免矿壁片帮事故的发生。
2.3 采矿工作面棚顶的顶板管理
现如今我国大部分的矿产当中,对采矿工作面棚顶的顶板管理手段做持续的研究。选用哪个工作面棚顶管理手段是由矿层顶板本身冒落的高度和端面距的长短来一同决定的,通常的冒高与端面的距离大约1米,能够在榻冒区域钻眼扎钢针来大概完成棚顶工作,但是在冒落高度和端面距其中有一个超过安全规范时,就需要在机炮道中的棚顶开展作业,需要予以重视的是防止“零皮”或者片帮对人造成的威胁。就冒落的一边开始,在刮板输送机档板外界设置2到3个工字钢梁,一边顶住煤壁同时保障和采高相同,然后再采取敲帮问顶,知道顶板压力变化程度较小时,在悬臂梁处的矿壁周围事设置一根和矿壁相平行的长方木。需要在机炮道中支设单体液压支柱来对顶板的再次冒落做好预防,以免事故出现砸翻木料或是钢梁的情况,对已经完成或是没有完成的假顶做有效的支撑,在做完假顶前探梁紧贴矿壁的方木当中插进距离为0.5到0.7的钢针,并且运用铁丝把二者绑到一起。选用采矿机掏底作业的多次循环作业手段,为避免移柱时再次发生顶板冒落的情况,在移柱以前在假顶下半部分设置支护保障安全通过漏顶区。
2.4 采矿工作面稳定煤层的顶板管理
严格按照国家规定并结合具体经验,真正落实好采矿工作面稳固煤层顶板管理这个工作,如果想要确保三个工作内容,就需要掌握好“两个质量,三个环节”,其本质上就是依照有关标准严格把好支柱质量关,包含着定时检修与质量核定这两个方面,质量核定应努力做好支设整体稳固、接实顶底板;正确使用这四个特殊的支护,如端头出口支护、贴帮支护及其切顶支护;应对采矿工作面的首次防顶工作予以重视,重视每个环节工作的连接,应该在首次防顶以前编制好对应的措施,采取责任制,重视调度牌管理具有的重要性,直到这个工作完成以后,对于超前支承压力改变情况选用顶板动态来实施观测,尽可能避免顶板首次来压导致的冒顶跨面事故。
2.5 掘进工作面与巷道的顶板管理措施
通常有下面这几个方式对掘进工作面与井巷的顶板实施管理。首先,需要对光爆锚喷与“三小”技术做广泛运用,不管是硬岩巷道还是软岩巷道,在巷道内都需要运用这个技术。锚杆配W型钢带或锚杆配钢筋梯来取代锚杆的支护材料,同时对运用小钻头、小锚杆及其小药卷实施推广。其次,结合巷道的稳定性和锚杆长度进行选取,假如巷道顶板运用的泥页岩,就应在超过掘进头30m距离处趋近于0.5m到1.2m的松动范畴,泥炭质页岩的巷道顶板具备1.2m到2m的松动范畴,石灰岩巷道在掘进头的70m处近乎稳定,拥有0.4m的松动范畴,砂岩巷道的顶板在掘进头10m处接近于稳定,有1到1.2m的松动范畴,对以上随意一个锚喷巷道都需要确保20到40KN的锚杆锚固力;确保前探梁的运用,除了较为坚硬的岩石与石灰岩以外,在巷道掘进迎头期间都需运用前探梁,然而前探钢的类别有很多,即吊挂式、一梁二环式及其一梁三环式,煤矿生产期间对后续二者运用相对较多,工字钢支架则运用可调式与卡环式,拱形金属支架需多运用卡栓式,锚喷支护期间运用螺母和锚杆衔接的吊环式。
2.6 加强对员工培训与教育的力度
借助对采矿顶板事故因素展开分析,可以看出,三违行为与安全素质所占有的比例相对较高,整体发映出采矿作业者本身的安全素质较低,且安全意识薄弱。为避免顶板事故的出现就需要强化对员工培训与教育的关注程度,一方面就提升采矿作业者生产技能与操作水平着手来减少顶板事故的出现,另外一方面就提升采矿作业者的安全素质与自保互保意识着手避免一些没有必要的员工伤亡。矿产企业需要先做好岗前培训与换岗再教育的相关培训,同时制定切实可行的制度规章,防止有无证上岗情况的出现,液压支架工作务必要通过专业的安全技术培训,方可持证上岗。井下作业的人员,长时间处在没有太阳且潮湿阴暗的环境当中,极易出现烦躁与消极这些不好的心理,在增强员工操作能力的同时,企业还需要强化安全教育的开展力度,关注员工的心理健康问题。提升员工对于安全问题的了解,强化风险意识,并自觉避免风险,作业者对安全生产有着很强的积极性,便可以克服不好的心理,遵守企业的相关制度。
3 结束语
总而言之,矿产采掘这个工作顶板管理的前提就是有效的技术措施,落实好采掘这个工作顶板管理的前提便是做好场地管理工作,采矿作业者的思想意识在很大程度上决定着采掘这个工作管理是不是可以顺利开展,能不能把矿产采掘这个工作顶板管理践行,就需要看有关部门加大监管的力度,唯有确保每个环节彼此联系与配合,就能够有效解决煤矿采掘工作面顶板在管理中存在的问题,对于顶板事故的预防有很大的作用。