煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法

煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法

任苏迪

国能神东煤炭集团有限责任公司 寸草塔煤矿

内蒙古鄂尔多斯市 017209

摘要：煤矿开采的安全性是一个极其重要的指标，也是目前人们关心的问题。基于这种安全工作，采煤工作面作为井下作业的重要工作空间结构，需要更好地关注提高这种空间结构的安全效果。采煤工作面顶板是目前影响其开采安全的重要问题之一，基于这一点进行深入研究和探索具有重要价值。

关键词：煤矿；采掘；工作面；顶板管理；

煤矿井下采掘过程中存在一系列的安全问题，其中，工作面顶板引起的安全问题是影响煤矿井下生产安全的重要因素之一，因此，煤矿采掘工作需要有严格的工作面顶板管理体系和办法。对煤矿采掘工作面顶板进行了概述，系统分析了煤矿采掘工作面顶板管理存在的多方面问题，最后有针对性地提出了加强煤矿采掘工作面顶板管理的方法，为促进煤矿采掘工作的顺利进行和提升煤矿企业综合经济效益提供些许参考。

一、煤矿采掘工作面顶板管理存在的问题

随着社会经济的快速发展，人们对煤炭资源的需求量与日俱增，使得煤矿采掘工作生产任务越来越艰巨。一些煤矿企业为了尽快完成生产量，或者是为了尽快获取所需的经济效益，对工作面顶板管理的认知不足甚至重视程度不够。然而，在煤矿井下采掘过程中，工作面顶板管理与煤矿安全生产息息相关，很多采掘安全事故就是因为工作面顶板出现安全问题而引发的。因此，工作面顶板管理至关重要。

1.顶板岩石和土层。在工作面顶板管理过程中，经常会发现顶板冒出等问题。这一问题与顶板岩石和土层的构造性质有很大的关系。在煤矿井下采掘过程中，一些工作面的顶板岩石和土层过于松散和柔软，导致开采时工作面失衡达不到一个稳定的状态，且随着开采力度的加大，这种工作面顶板会出现挤压、扭曲、变形等问题，不仅不利于煤矿安全生产，对井下采掘施工人员的生命安全也构成了很大的威胁。

2.地质构造特征。在进行煤矿采掘工作时，不可避免地受到井下工作面地质构造特征的影响。一方面，如果工作面顶板土层厚度较大，就会由于产生分力而使得顶板承受的压力加大，久而久之就会导致顶板变形；另一方面，在煤矿井下采掘过程中，如果工作面顶板出现断裂的现象，采掘工作面就会产生各种各样的相互作用力，进而形成一种复杂的应力，导致工作面出现一些岩石块，影响工作面的稳定性，严重者甚至会导致工作面瓦解分裂，对煤矿生产安全造成不良的影响。

3.各环节工作人员综合素质差。在煤矿安全生产作业中，工作人员是各个环节作业顺利进行的关键。然而，在进行采掘工作面顶板管理时，发现一些工作人员综合素质差，根本达不到作业的基本要求。有些工作人员安全意识差，不遵守生产规则和标准，而且部分工作人员只有识文断字的文化水平，在采掘过程中并不能牢固掌握工作面的一些操作要点和技术要点，导致工作面发生安全事故。

4.巷道发生冒顶事故。煤矿采掘过程中需要不断地采掘新的煤层巷道，而一些外界因素会对新的煤层巷道的采掘产生极大的影响。在煤矿巷道采掘过程中，会因为施工技术不合适、施工人员失误等原因导致采掘时发生冒顶安全事故，威胁井下采掘施工人员的生命安全，进而导致采掘进程受阻，煤矿企业综合经济效益受到影响而下滑。

5.工作面顶板管理体系不健全。在进行煤矿井下采掘工作面顶板管理的过程中，其管理混乱，各个部门、各个环节、各个阶段不能相互协调发展，且在出现安全事故时相互推卸责任，不能很好地监督工作面顶板管理进程，没有一个健全的管理体系，降低了煤矿采掘工作面顶板管理的工作效率和质量。

二、顶板管理问题处理方法

1.加固局部厚煤层顶板安全管理。煤矿开采过程中，加强局部厚煤层支护十分必要。科技发展及人们对于物质能源日益增长的需求，使得煤矿作业的掘进深度越来越深，导致煤层之间的压力过大，煤岩层之间会发生离层现象，最终顶板会因为压力过大而失去稳定性。所以，在煤矿开采过程中，必须加强对局部厚煤层的支护程度，提高煤岩层的支撑力，尽可能地降低冒顶事故的发生。针对局部厚煤层进行回采支护时，主要采用支撑能力较强的支护方式以减少或防止煤壁片帮发生几率，其常用支护方式主要是：（1）构造带两侧支护方式。该支护方式控制范围广，支护能力强，稳定性也比较高，操作性能更强。从实际施工角度来讲，这种施工方式就是利用局部填充取代了跨落的煤层对顶板进行管理，这种方式构造的支架更加完整，进一步提高了煤层的稳定性；（2）木垛支护方式。这种支护方式具有支撑面积大、操作方便的特点，在支护过程中不受高度影响，被广泛应用。随着高度不断增加，煤矿矿压异常尤为明显，其支柱的稳定性也越来越差，中心位置可能因此而发生移动，导致倾塌或煤壁片帮问题出现，因此在实际支护中应因地适宜，选择合适的支护方式对顶板进行加固处理。

2.工作面稳定煤层的顶板安全管理。煤矿采掘过程中，必须按照国家规定标准逐步作业，尤其对于工作面的稳定煤层，务必加强安全防护工作。在支护过程，支架类型的选择要确保质量合格，以保证顶底板接实，防止支护不牢固而造成崩塌事故。在工作面的放炮作业中，必须在放炮前做好准备，根据有关规定，对放炮位置周围10 m-20 m的范围进行检查，一旦有支护方面的质量问题，必须立即与相关人员处理。顶板的支护问题处理是一个由内向外的过程，一定要保证后路畅通。工作面爆破以后，要及时支护，避免空顶作业，对于井下掘进工作，若存在冒顶问题，必须采取相应的补强措施，并且要有经验丰富的人员进行指导。放炮过程中，必须做好防护工作，避免伤亡。

3.掘进工作面与巷道顶板的安全管理办法。煤矿采掘工作中，顶板管理必须要引入各项新技术，如大跨度的叠加支护、支护工艺、锚索支护等。其中大跨度支护工艺主要应用于重型设备和工作面较大的回撤及安装空间。这种工艺有效地简化了施工工艺，缩短了安装工期，优化锚杆支护的不足，不仅作业时间短，而且工序有所增加，加快了掘进速度。针对掘进工作、巷道顶板的管理工作主要从以下几个方面人手：（1）应对光爆锚喷技术及“三小”技术进行推广应用，该技术适用于硬岩巷道与软岩巷道；（2）根据巷道稳定性与锚杆长度进行选取。当巷道顶板为泥页岩时，掘进头30 m将会在0．8 m左右范围内松动，如果巷道顶板是泥炭质页岩，顶板应该预留1．6 m左右的范围松动，如果是10 m处巷道比较稳定，砂岩巷道顶板就会存在1．1 m左右的松动。在实际操作过程中，出现以上任何一种情况，都必须要确保锚杆具有20 kN～50 kN的锚固力，确保前探梁的应用。另外除一些坚硬岩石及石灰岩顶外，在巷道掘进迎头时都应使用前探梁。

4.提高工作人员专业素养。在煤矿的整个管理过程中必须要坚持“以人为本”的原则，施工过程中必须重视对施工人员的教育和例会管理，提高员工的责任感。对员工展开定期培训，提高员工的综合素质，确保员工在施工过程中正确把握每一个环节的施工要点，提高安全性和专业度，使管理更加可靠。

总之，在煤矿井下采掘过程中，工作面顶板安全管理十分重要。因此，在以后的采掘过程中，要根据实际顶板管理中存在的问题提出解决办法，可以通过建立健全的管理体系、提高工作人员综合素质、制订奖惩制度等，进一步加强对煤矿采掘工作面的顶板管理，提升管理质量和效率，避免再次发生工作面顶板安全事故，实现煤矿采掘工作的有效生产，提升煤矿企业的综合经济效益，提高企业的竞争力，进而稳固其在市场中的地位。

参考文献：

［1］王飞.煤矿采掘工作面顶板管理问题及处理方法研究.2021.

［2］李永浩.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析.2020.