贵州省盘江精煤股份有限公司山脚树矿 贵州 553533
摘要：煤矿顶板事故是影响煤矿安全生产的主要因素，近年来，随着煤矿开发的逐渐深入，煤矿顶板事故频频发生，不仅导致了巨大的经济损失，还容易产生人员伤亡，甚至会上升为社会问题，从而给煤矿企业的经济效益、社会效益均造成了严重的不良影响。面对这样的情况，煤矿开发过程中，应加强对顶板管理工作的重视，避免顶板事故的出现，以确保煤矿生产安全。
关键词：煤矿采掘；工作面顶板；管理；处理方法
据往年煤矿采掘事故统计，由于工作面顶板的原因造成的事故占总事故的三分之一，这要求我们在具体的施工作业中要高度重视煤矿采掘工作面顶板管理问题，承接项目的企业要严格控制工作面顶板装配的每个环节，严控制事故的发生，主动提高自己的技术水平加强施工作业的安全性，为矿井作业提供良好的氛围。
1煤矿顶板的岩层分类
工作面顶板的建设基于围岩的变形情况，了解煤矿顶板的岩层状况能为煤矿采掘工作面顶板管理奠定理论基础。结合目前岩层与顶板岩层的位置，可以将顶板的岩层划分为三种：首先是伪顶岩层，这是居于煤层上方的岩层，比较轻薄，易受外在影响垮落，煤落的瞬间有可能出现整片的坍塌，这种岩层的厚度大约有0.3m左右。第二，直接顶岩层，直接顶岩层一般位于伪顶岩层的上方，部分也存在于煤层的上方，它的主要成分是页岩和砂岩，同样比较脆，易垮落、易坍塌，尤其是煤矿采掘工作结束撤回支架的过程中会影响该岩层的稳定性。第三种是老顶岩层，它位于直接顶岩层的上方，不过与直接顶岩层不是直接接触的，它相对于前两种比较坚硬，且有一定厚度，这一层的稳定性较好，就算直接顶岩层垮落它也不太可能受到影响，他会在采掘空区上方保持悬露面积。基于上面的了解，我们把工作面顶板分成松软顶板、中等垮落顶板和坚硬顶板，了解顶板岩层的分类能在采掘管理上增加安全性。
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2顶板事故的产生因素
2.1地质条件的影响
从地质条件的角度来看，如果煤层顶板的原生裂缝有影响会直接导致煤层的游离岩块增加，这些游离岩块体积较大，回柱工作受到岩块的影响难以进行，且煤层的面顶应力作用变复杂，继而影响煤矿的进一步作业。一般工作人员在顶板下搭建支护架时，有些本身就不结实的煤层，受到外力作用会发生坍塌现象，然后致使煤层顶层顶不住压力发生二次崩塌。因此，进行煤矿开采之前，需要对矿井周边环境进行严格勘探，有效规避风险。
2.2工作面因素
在实际的煤矿采掘工作进行的时候，工作面两端的机头和机尾需要根据施工的需要而不断移动，然而在移动的时候，需要先拆除原有的支护结构，因此会使得顶板有一定程度上的松动，在实际的工作中，由于机头和机尾不断移动，相关工作人员要控制直接顶会有一定的难度。所以，在移动工作面的机头和机尾的时候，要结合实际情况有序的移动采煤机，进而避免顶板出现松动或者下落的现象。
2.3巷道掘进
巷道掘进要求工人要有过硬的施工技术和预判能力，采矿本身就是高位行业之一，在真实的采矿作用中很难说会遇到什么样的情况，而巷道是煤矿采掘中最容易发生事故的地方，会因为一些工作上的瑕疵出现顶部岩层松动、破裂，所以巷道掘进要单独作为一个关注点被治理，降低岩体的松动程度。
2.4冒顶的问题
煤矿煤层结构中，存在采动、构造、原生裂缝等特征，很容易引起交错的风险，进而造成游离状态的岩块。在顶板支护、放炮操作时，就会出现不牢固的冒顶问题，随着顶板压力逐步增加，就会压垮支架，超出顶板的承载压力，使顶板在高强度压力的作用下发生安全问题。
2.5地下水和采高
地下水的动态情况也影响着煤矿采掘的安全性，雨季或者其他与水相关的恶劣天气是造成事故的高发期，水流对岩层有明显的影响力。假设岩层长时间被水浸泡，其岩体结构又是易软化的物理性质，则发生事故的几率就会大大上升。之所以会这样是因为水具有流动性，能降低土石结构的强度，并且雨季雨水造成的冲刷会造成矿井周围的破坏，还有水库蓄水也会影响矿井的稳定性，所以控制含水量也是比不可少的。采高是指采掘工作面顶板和底板的距离，如果工作面的采高较高，那两者之间的角力越大，采矿作业时对顶板岩层结构的影响就更明显。
3顶板管理问题处理方法
3.1确保顶板的稳定性
顶板管理过程中，为避免顶板事故的出现，应采取有效的措施，确保采掘工作面顶板的稳定性。基于这样的要求，煤矿开发中，应严格遵循国家规范标准的要求，开展顶板管理工作，以实现安全生产目标。根据规范要求，切实做好顶板支护工作，并定期进行检查，确保顶板支护结实牢靠、整齐稳固。同时，针对煤矿采掘工作面的贴帮支护、超前支护、切顶支护以及端头出口支护等特殊支护作业，应确保其效果符合规定要求，且要满足煤矿安全生产的需要。煤矿采掘工作面的初次放顶支护，应给予充分的重视，严格履行安全施工责任，加强顶板管理。此外，针对超前支护工作，应严格检测顶板的动态信息，并落实安全措施，以预防冒顶事故的出现。
3.2加强对巷道与掘进工作面的顶板管理
井下作业过程中，井巷、掘进工作面的顶板管理也有着十分重要的作用，是确保井下作业安全、顺利开展的前提与基础。从顶板管理要求方面来说，可以采取的支护管理方式主要包括：不管是软岩巷道，还是硬岩巷道，均可以采取三小支护技术与光爆锚喷方式。煤矿井下掘进作业过程中，引入了锚梯形钢筋梁以及锚网等新型的支护材料，同时，小药卷技术、小锚杆以及小钻头的协同作用，使得巷道顶板管理质量得到了很大程度上的提高。在泥岩巷道之中开展顶板管理工作的时候，应充分考虑锚杆长度、巷道稳定性等因素，于超出掘进头30米的位置，留出一定的松动范围，通常为0.5米至1.2米。对于泥炭质页岩，则需要在巷道设置1.2米至2.0米的松动范围；对于砂岩巷道，应在掘进头10米的位置，留出1.0至1.2米的松动范围；对于石灰岩巷道，应在70米的位置，留出0.4的松动范围。上述锚喷巷道，应使其锚杆锚固力维持在20千牛至40千牛左右。对于非硬质岩石的煤矿，巷道掘进迎头的时候，需要应用前探梁。根据种类进行分类，可以将前探梁分为一梁二环式、吊挂式、一梁三环式等不同的形式。井下作业过程中，一梁二环式、一梁三环式的前探梁应用的较为广泛。巷道与掘进工作面的顶板管理，多选择卡环式工字钢支架或者是可调式工字钢支架，多选择卡栓式的拱形金属支架，且一般采取螺母与锚杆连接的吊环式锚喷支护。
3.3局部顶板加固管理
顶板在煤矿采掘工作面中，应该注重局部顶板加固管理，提高对采掘工作面局部顶板加固管理的重视度，煤层逐渐加深过程中，煤层承载的外部作用力也会明显增加，致使煤层发生松散、变形问题
论文作者:杨国辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/29
标签：顶板论文; 工作面论文; 岩层论文; 煤矿论文; 巷道论文; 煤层论文; 作业论文; 《防护工程》2018年第17期论文;