王小强
国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿 鄂尔多斯市 017209
摘要：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。
关键词：煤矿采掘；工作面；顶板管理；问题；处理方法；分析
引言：
煤矿开采工作的安全性是极为重要的指标，也是当前人们较为关心的一个问题，基于这种安全性方面的保障工作来说，煤矿采掘工作面作为井下操作的一个重要工作空间结构，更是需要得到较好的关注，提升该空间结构的安全性效果。煤矿采掘工作面顶板是现阶段影响其开采安全性的重要问题之一，基于这一点进行深入研究和探索也就具备着较强的价值。煤矿采掘工作的安全问题一直以来都是行业内迫切关注的问题，为有效的实行煤矿采掘工作，防止工作面顶板安全事故，要求煤矿采掘单位必须以安全生产、安全操作为原则，进一步加强对工作面板的管理。促进安全操作、安全生产，保证井下作业的安全性与高效率，从而推动煤矿事业的发展。
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。
2.煤矿采掘工作面顶板管理问题分析
在现阶段煤矿采掘过程中，因为工作面顶板管理不当造成的问题是最为常见的一类缺陷，其占到了总事故发生率的40%作用。因此，基于这种顶板管理进行深入分析，了解相关事故产生的根源影响问题也就显得极为必要。
2.1岩石性质方面的问题
对于煤矿采掘工作面顶板的管理工作来说，其最为常见的问题就是冒顶现象，而冒顶问题的产生和相关岩石性质之间存在着极为密切的联系，尤其是当煤矿采掘过程中遇到软弱岩石结构，其更是会在较大程度上影响到工作面的稳定性，很容易发生一些变形问题，而一旦这种变形趋势超出了顶板的限定，进而也就会造成冒顶问题的产生，此外，因为岩石性质以及结构的相关作用力影响，工作面顶板还容易产生离层冒顶或者是冒落现象，更是需要引起足够的关注。
2.2开采深度方面的影响
随着煤矿采掘深度的不断增加，顶板上部的土壤岩石厚度也不短提升，进而也就必然会产生较大的重量作用力，给顶板的支撑造成较大的压力，进而也容易出现一些形变问题影响。
2.3煤岩层倾角的影响
对于巷道破坏问题进行分析可以发现，其煤岩层倾角的差异性会对于这种破坏产生不同的影响，比如对于急倾斜煤岩层倾角来说，其就很容易造成顶板的抽条以及底板滑落等问题，而水平煤岩层倾角则容易出现顶板冒落等问题，进而也就需要围绕着煤矿采掘工作面顶板的相关需求进行恰当预防控制。
2.4地质构造方面的影响
在煤矿采掘工作面顶板的管理中，其还会受到地质构造的较大影响，因为煤矿采掘对于地下岩层结构的依赖性比较高，如果地下岩层相应的地质构造出现了较为明显的破坏断裂问题，进而也就必然会影响到顶板的稳定性，容易造成冒顶问题，甚至可能会出现连续扩展冒落，需要引起足够重视。
2.5地下水的影响
地下水的相关运动以及相关岩层结构中含水量的高低同样也会对于煤矿采掘工作面顶板产生较大的干扰，其最为常见的影响机制就是容易带来岩块滑落并且导致顶板出现冒落现象，同时也会降低岩石的强度，导致工作面的稳定性和安全性受损，同样也需要进行详细的勘察分析。
2.6采高的影响
在煤矿采煤处理中，采高同样也影响工作面稳定性，并且直接关系到顶板安全性的一个重要因素，基于这种采高方面的影响来说，随着采高的增加，其相应的采出空间也越大，进而也就容易导致上部岩层的破坏，最终影响到顶板的稳定性，造成其活动较为剧烈，产生一些冒落问题。
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3.针对煤矿采掘工作面顶板管理存在的问题提出解决措施
3.1加强煤层稳定性，强化顶板管理
在实际的煤矿采掘过程中，要对采掘工作面顶板进行管理，一方面，为确保煤矿安全生产、高效生产，要求施工人员与管理人员必须严格按照国家颁布相关标准和制度，根据采掘工作面顶板的管理相关标准来进行，且要把握好煤矿的采掘质量，进而做好工作面的顶板支护工作。需要特别注意的是，针对实际情况下要贯彻安全生产的原则，还必须定期对顶板的支护进行检查和质量审核，以保证顶板的稳固性。另外，还应加强煤层顶板的稳定性，尤其是在进行特殊支护作业时，必须提前做好支护工作，严格各项检查标准，以降低事故的发生率。
3.2加大局部煤层顶板的加固作业
在进行煤矿采掘的工作面顶板管理中，局部的煤层支护更需要得到重视。随着现代煤矿井作业的掘进深度越来越大，煤层之间的压力也会越来越大。这种现象很容易导致煤岩层发生离层现象、最终因为顶板的压力过大，顶板的自身稳定性会越来越小。因此，对于局部的煤层支护工作，一定要以加强煤岩层的支撑力为目标，大大减少冒顶事故的发生率。一般来说，针对局部厚煤层的回采支护方式来说，主要采用的是在构造带两侧进行支护的方式，这种方式具有支撑能力大、控制范围广且操作性较强、比较稳定等优势。事实上，采用这种支护方式实际就是通过局部充填来取代垮落的煤层，来实现对顶板的管理，利用这样巧妙的构造，使得支撑完整，同时提高了煤层的稳定性。而随着采矿高度的升高，矿井中的矿压现象也逐渐显露出来，这也导致了支柱的升高，从而稳定性降低的现象。当支柱中心的位置发生改变时，很可能直接倾倒，最终出现安全事故。所以，针对不同的实际情况，应选择对应的支护形式，提高顶板的稳定性。
3.3加强对工作面棚顶的管理
一直以来，我国都没有对煤矿掘进工作中工作面棚顶的管理松懈过，对于棚顶的管理也同样关系着煤矿生产的安全性。而采用何种工作面的棚顶管理方法，主要有煤层的顶板冒落高度以及端面距的距离来决定。通常来说，冒落高度和端面距离约在1m范围内，也可以临时在塌冒区设置钢针，而如果冒落高度和端面距离超出了允许范围外，此时，就必须在机炮道内进行棚顶作业。在煤矿实际开采中必须严格根据国家相关标准规定落实每一步操作步骤。特别是在工作面的稳定煤层，必须加强对顶板的安全防护。支护等级必须符合相关要求，要确保支护的牢固与整齐，质量要合格，且要与顶底板接实。同时要做好定期检修工作，以免质量出现变化。应该按照正确的方式使用出口支护、端头支护以及贴帮支护。要重视作业面的初次放顶工作，有机结合各个环节。在放顶前要做好安全防范准备，并实行责任制。此外，调度牌的作用也不可小觑，必须做好相关管理工作。此阶段作业完工后，还需要运用顶板动态仪进行观测其压力变化情况，并按照观测结果采取相应的对策，以降低冒顶事故的发生概率。
3.3加强局部厚煤层的顶板安全管理
巷道掘进时经常在作业面遇到厚煤层，会发生较为明显的矿压异常。致使煤岩层之间形成离层，加之煤壁的稳定性减弱、顶板的压力增大，顶板很容易出现形式不同的冒落现象。故此，必须事先提高支护等级，再回采厚煤层。用于回采厚煤层的支护方式主要有两种：其一，木垛支护。木垛支护方式支撑面积大，操作方式简单，几乎不受支护高度的影响，故此应用极其广泛。矿压异常随着高度的不断增加越来越明显，支柱稳定性越来越差，中心位置极有可能因此改变或者移动，乃至倾塌，致使煤壁片帮出现。其二，构造带两侧支护。构造带两侧支护方式可控范围较广、便于操作、稳定性好、支撑力强，在实践中应用也较为广泛。构造带两侧支护方式的原理是利用局部充填法替代其他的垮落法，转化使用构造力，挑落破碎层，支撑完整层，实现对顶板的安全管理。在实际作业中，应该根据具体情况选择适宜的支护方式，加固顶板。
4.加强煤矿采掘工作面顶板管理工作
首先，不管是地质地形条件还是支护形式上的失误而导致的煤矿采掘安全事故，对于煤矿采掘单位来讲都是不利的。所以，加强对顶板工作的管理，防止顶板事故，才是煤矿企业的工作重点。一方面，在煤矿生产安全管理上，要求安全管理人员与一线采矿人员必须有安全生产的意识，要努力提高其安全素质和意识。企业应对职工进行包括安全思想培训、安全价值观以及伦理观念的提高，进一步进行安全生产技术知识、水平以及经验上的提升。从根本上减少事故发生的可能。另一方面，还应加强企业内部的安全生产宣传与教育工作。不仅要提高安全生产的意识，树立起安全价值观念。还可以通过安全宣传教育活动，以激发职工对生命安全的重视，自觉反思工作中的违规操作，并加以改正。除此之外，站在企业的角度来讲，要进一步健全相关安全生产的制度与体系，并坚决落实到各个部门以及岗位上，落实安全责任。这样一来，才能有效提高职工自身的安全意识与责任意识。并且大力发挥各部门的领导作用，合理的组织管理操作人员。同时，积极调动安全工作的主动性与自觉性，强化各基层工作人员的安全意识，从根源上降低安全事故。
总结：
总的来说，煤矿采掘工作面顶板的管理是矿井能够安全有效的开发的重要保障和依据。因此，在实际的管理工作中，我们要加强监管力度，多次进行检查，对有可能出现的管理问题进行及时的处理，从而提高矿井的生产能力。顶板支撑力不足、顶板垮落等顶板问题直接影响煤矿安全生产，直接威胁煤矿工人的生命安全。相关作业人员必须提高安全意识，不断完善施工技术，确保各个施工环节之间紧密衔接，切实提高煤矿开采质量与效率。针对煤矿采掘工作面顶板的管理工作，在实际的工作中必须加强多方面的监管，完善各项开采保护措施，并搞好工作面顶板的管理基础工作，进一步提高相关人员的安全生产意识，减少煤矿采掘顶板安全问题，才能全面的提高煤矿采掘工作的效率。
参考文献：
[1]张雷.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理对策探讨[J].科技经济导刊,2017(18):67.
[2]胡鹏飞.煤矿采掘工作面顶板问题的处理方法[J].内蒙古煤炭经济,2017(11):67-68.
[3]曹文平.分析煤矿采掘工作面顶板管理的问题及处理方法[J].能源与节能,2017(02):34-35+52.
[4]徐杨平.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法浅述[J].内蒙古煤炭经济,2016(22):31-32.
[5]贺立岳,种志敏.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理策略研究[J].科技尚品,2016(01):21.
论文作者:王小强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/24
标签：顶板论文; 工作面论文; 煤矿论文; 岩层论文; 煤层论文; 作业论文; 稳定性论文; 《防护工程》2018年第12期论文;