摘要：随着我国煤矿业的不断发展，煤矿采掘工作面顶板成为煤矿生产安全的一个特殊因素，因此，必须加强对煤矿采掘工作面顶板的控制，以防止煤矿发生安全事故。本文从导致采掘工作面顶板冒板的常见区域开始，分析事故的原因，然后根据稳定煤层、局部厚煤层、掘进面以及巷道等方面来提出相应的对策，以供参考。
关键词：煤矿；采掘；工作面顶板；处理方法
1.煤矿采掘工作面顶板事故的类型
煤矿采掘工作面顶板的事故具有不同的特征，主要分为下列类型：首先，煤壁周围的事故。在许多煤层中，有原始的裂缝，顶层的交错裂缝是由人的踩踏引起的，缺乏支架措施，导致在受到不同压力下的煤壁破裂。其次，事故发生在顶线周围。随着时间的推移，大力开采煤炭的趋势越来越明显，游离岩块的问题也越来越明显，这对低稳定的支架产生了严重的影响。此外，拆除支护结构也会导致顶棚事故，危及矿工的人身安全。第三，在巷道掘进中出现事故，在进行巷道的掘金过程中，如果在进行采用支护措施的时候出现了上层岩石不能支撑的问题，那么极大可能性会出现冒顶。图1为工作面发生切顶。
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图1 工作面发生切顶
2.煤矿采掘工作面顶板事故原因
2.1 岩石性质
采掘面顶板事故中，比较常见的一种事故就是冒顶。冒顶事故与周围的岩石结构密切相关。特别是在挖掘过程中遇到松弛的岩石结构时，整个巷道的结构稳定性将受到严重影响，导致工作面容易变形。如果顶版的变形超过阈值，过度的压力可能会破坏顶板的结构，导致冒顶事故。此外，岩石结构、地质结构和工作表面结构相互作用，可能发生诸如冒顶或冒落等事故。
2.2开采深度
一般来说，如果工作面的深度越深，顶板越有可能变形或坍塌。这是因为煤矿开采深度越深，在矿井顶部的土层和岩石厚度越高，因此顶板承载的重力就越大。因此，开采深度越深，管理顶板的工作就越重要。
2.3煤层倾角
煤层的倾角也会导致工作面的顶板事故发生。特别是在开采急倾斜的煤岩石时，煤层的顶板很可能会抽条，另外底板也很有可能滑落。顶板事故通常发生在开采水平煤岩层时。所以，必须采取相应的措施，根据工作面煤层的倾角来管理顶板。如图2为具有顶紧装置的用于急倾斜煤层的采煤设备。
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图2 具有顶紧装置的用于急倾斜煤层的采煤设备
2.4地质构造
地质结构因素是影响顶板安全的另一个重要因素。在挖掘和开采时，需要依靠现有的地质结构，但是根据现在情况来说，许多矿井或多或少的地质结构都有原始裂缝。不稳定的地质结构也可能在挖掘过程中造成裂缝。这些裂缝对工作面的稳定性有很大的负面影响，就会发生冒顶事故。更严重的问题还会导致工作面不断扩大冒落，所以需要关注地质结构因素的影响。
2.5地下水
地下水水平、地下水流量和岩层结构也是导致顶板事故的因素。例如，如果工作面附近的地下水水平很高或岩石结构中的水含量很高，很可能会发生沉积，导致岩石滑坡，最终导致冒落事故。不仅如此，地下水还会影响围栏周围岩体强度，高含水量会不可避免地降低岩体的强度，增加顶板事故的风险。
2.6采高
采高是底板和工作面顶板之间的距离，也是影响采掘面顶板稳定性的因素。一般来说，工作面开采越高，顶板和底板之间的距离就越大，在采矿过程中对顶板结构的影响就越大。如果顶板的稳定性受到损害，可能会发生冒落事故。
3.加强工作面顶板的管理措施
3.1 加固局部煤层顶板
在开采煤炭的过程中，必须加强对煤层的支护。能源科学和技术的发展随着人们不断增长的需求而逐步提高，人们对煤炭开采作业深度越来越深，从而增加煤层之间的压力，非常容易让煤岩层之间出现离开层，最终顶板的压力日益加大，保证性也不会稳定。因此，在开采煤炭的过程中，必须加强对支护程度，增加煤炭层的支撑力，减少冒顶的可能性。
在一般情况下，局部厚煤层支护方法是在构造两侧进行，这不仅是因为广泛的监管范围大，而且具有很强的能力来维持高稳定性、运营优势。事实上，这种建筑方法的原则是用部分填充物代替垮掉的煤层。
通过这种操作，结构支柱可以更完整和更稳定，煤层可以进一步提高稳定性。如果开采过程改变了支柱的中心位置，可能会导致倾覆，导致事故。可以看到，在实际开采过程中，必须选择适当的支护方法来改善顶板的稳定性和降低事故发生的可能性。
3.2 管理稳定煤层顶板
在开采煤炭的过程中，我们不仅要执行有关的国家法规，还要将其与实际操作经验相结合，以便在现实生活中更好地处理稳定的煤炭管理。在工作过程中，应根据适当的法规检查支柱的质量，包括质量检查和定期检查。在质量检查过程中，必须确保支柱是稳定的，在工作过程中必须正确使用四种特殊支柱，即四种支柱：贴帮、端头出口、超前、切顶，充分关注采煤过程。在初次放顶之前要控制好连接工作，并在项目完成之前实施责任制度。在控制过程中使用顶板动态工具。观察超前支撑压力，为了避免过度压力，出现冒顶事故。
3.3采煤工作面棚顶的顶板管理
对采煤工作面的顶板管理需要不断探索，对于顶板的管理措施也需要根据不同的条件来选择，其一就是端面距和顶板冒罗。在一般的情况下，端面和冒落高度的距离大概为1米左右，对于棚顶工作可以通过进行临时性塌冒区插钢针来完成，如果在这过程中如果超过了安全指标，则需要在棚顶完成作业。通常情况下，在冒落区开始，在设置了2-3个工字钢梁，保证煤壁和采高一样。
需要由具有经验较为丰富的施工人员来进行敲帮，直到顶板的压力变小，然后依据断面距来对长短进行设置置顶的高度且搭设长方木，另外，为了防止顶板冒顶，要在机炮道内设置单体液压支柱。要想更好的避免冒顶事故引发的钢梁砸翻，要提早做好假顶支撑，然后在完成假顶前探梁通过紧贴煤壁的方木，插入钢针并捆绑，另外可采取多循环作业，避免在移柱出现顶板冒落。
3.4掘进工作面及巷道的顶板管理措施
对工作面和巷道进行管理，需要通过以下方式，首先可以使用“三小”技术，第二，结合巷道稳定性和锚杆的长度来选择工作面和巷道管理。岩层不同于巷道顶板，掘进头要确保稳定，需要确保对于松动的巷道保证20-40KN的锚杆锚固力。最后，在掘进过程中要确保前探梁正常应用，分为一梁二环式、一梁三环式一级吊挂式。
一梁二环式、一梁三环式在煤矿开采过程中被广泛使用。第三，在控制顶板和煤矿工作面的过程中，经常使用可调节的工字钢支架。在其中锚喷支护最好选择吊环式支架。第四，合理对送巷煤柱进行设置，0米到7米为降压区，而增压区从7米到30米。沿空送巷要在工作面的煤矿两侧7米的范围内，在特殊条件下，可以调整工作面两侧的范围。
4.结语
随着科学和技术的进步，煤炭开采技术越来越先进，煤炭的顶板管理作为开采过程的重要组成部分，对于煤炭开采的平稳和安全发展中起着重要作用。要做好顶板管理工作，就必须做好管理工作。煤炭工人必须提高他们的思想意识。与此同时，有关部门应加强有关政策的执行，以确保矿产开采中的所有环节都相联系，以确保相互协调。在开采煤炭时迅速有效地解决顶板管理问题，并在防止事故方面发挥作用。
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论文作者:芮波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：顶板论文; 工作面论文; 煤层论文; 事故论文; 巷道论文; 煤矿论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第32期论文;