复采工作面巷道掘进顶板管理浅析

复采工作面巷道掘进顶板管理浅析

张朝帅

冀中能源股份有限公司邢台矿掘进三队河北省邢台市054000

摘要：在煤矿的井下掘进巷道时，对顶板进行有效的管理是确保安全生产的重要因素，在掘进巷道时一定要根据实际情况，选择正确合理的施工方法，善于把握井下巷道掘进时顶板的特征及其支护的规律、巷道的围岩及矿压的特点，并依靠和创新科学技术，加强煤矿掘进工作面顶板的管理工作，在实际工作中加强全方位的监管，完善各项掘进过程中顶板的保护措施，做好掘进迎头顶板的管理基础工作。

关键词：掘进工作面；顶板；管理

煤矿掘进工作的安全问题一直以来都是矿井施工中迫切关注的问题，为有效的实行煤矿掘进安全工作，防止工作面顶板安全事故，煤矿掘进施工必须以安全生产、正规操作、安全确认为原则，加强对掘进工作面顶板的管理。在进行井下巷道的掘进作业时，顶板管理是非常重要和关键问题，如果顶板冒落会导致巷道的堵塞，甚至会引起瓦斯的超限，严重影响掘进巷道的速度。所以，在井下掘进巷道时必须要加强对顶板的管理，同时，由于地质的差异，在进行顶板管理时要针对不同情况采取相应的管理措施。

一、煤矿掘进工作面顶板事故

1、工作面采动。在煤矿开采过程中，工作面是有上而下进行采煤，煤层经过覆煤层的采动，受动压的影响下覆煤层变化较大，而在采动的过程中，如果要超出支护结构，则会造成顶板不同程度的松动，严重时很可能导致顶板的整体松动和下落而造成顶板事故。在实际的煤矿生产环节中，施工人员往往很难控制工作面两端的移动与直接顶的状态，因此在进行移动时，应依据实际工作面的开采情况，有序的进行棚脚移动，避免顶板的松动而产生下落现象。

2、巷道片帮冒顶事故。一些煤层的直接顶存在原生裂缝和构造采动，这种结构往往都会出现相互交错的裂缝，从而形成多种形式的游离岩块。冒顶现象出现的原因，也正是在井下的支护或者采动环节中，因支护不牢固或者有所倾斜，从而导致煤邦周围顶上的压力过大，且巷道两肩窝脱落造成积压形成片帮现象，最终被形成网兜。而如果煤层自身没有较高强度的片帮抵抗力，空间支护能力就会逐步降低最终导致冒顶事故发生。

3、顶板破碎事故。在实际的煤矿掘进过程中，工作面坍塌的情况很可能是由于断层带的地层软化现象造成。因此，施工人员在实际的开采工作中，一般采用加强支护来对岩层进行填充，目的是增强岩石的稳定性与整体性。另外，还要根据煤矿井下的因地震对岩层产生的破坏程度，如果其结构或者形状发生了改变，势必会导致顶板的负面压力增大，当压力达到顶板的最大允许值时，就会产生冒顶事故。

4、巷道掘进事故。掘进工作本身就是一个危险性极高、且涉及因素多的工作，作为掘进工作非常关键的部分，巷道掘进的事故发生也占到很大的比例。在掘进的过程中，往往会因为支护不及时空顶作业和工作的失误等造成顶部岩体破裂、松动的现象，甚至导致严重的矿井垮塌事故。因此，在进行巷道掘进时，必须要进行合理的支护措施，稳固掘进的安全，有效防止岩体冒落。

二、巷道掘进时的顶板管理

1、断面施工时的顶板管理

台阶施工法。在岩层稳定或比较稳定的情况下，可以分成几个分层，每分层的高度大致可以为1.8m～2.5m，最大不应该超过3m，上分层下分层工作面始终超前于下分层(上分层)工作面一定的距离形成2个台阶工作面同时施工，根据台阶的布置方式可以分为正台阶工作面和倒台阶工作面。

导硐施工法。地质条件复杂时。可以在煤岩层的某一部位掘出l～2条断面较小的硐室，导硐的断面一般为4～8m2然后进行挑顶或卧底，逐步扩大断面到设计要求，导硐施工法可分为中央下导硐施工法和两侧导硐施工法。施工时的注意事项：在施工过程中，严格执行“敲帮问顶制度”，要指定专人进行观山并有专人负责处理顶板，根据顶板情况，采取临时支护，对不易挑落的大块矸石，应设顶柱，对冒落地段采用木垛或托梁护顶，在处理留下的岩柱时，采用密打眼、浅眼，少装药的方法，以防止震裂拱顶。

2、局部冒顶时的顶板管理

木垛处理法。当巷道掘进时出现局部冒顶时要先封顶，来控制冒顶范围的扩大，采用木垛法进行处理，处理人员站在冒落的矸石堆安全的一侧，用长杆将冒落的顶部活矸捣净，确认无冒顶危险时，再抓紧时间安设支架，排好护顶木垛，在其上面逐次加快加高木垛，直到到达冒顶的最高点将顶托住，在冒顶高度小于3m时，长度较大时，在护顶圆木的掩护下，采用由外向里逐段架设支架和木垛进行处理。

锚喷支护法。在具备锚喷条件时，要首先采用锚喷支护处理冒顶，处理人员将冒落区的顶帮浮矸捣掉后，站在煤岩堆安全侧，先向冒落区喷射一层30—50mm的砂浆，然后在封两帮，初喷层凝同后，再打锚杆，并及时挂网，进行复喷，复喷不易超过200mm，冒顶处理完后要及时架设支架，并将支架的顶帮背严，支架间要上拉杆进行连锁，使棚与棚连成整体。

3、破碎煤层顶板的加固作业。当顶板破碎或顶板为煤时致使巷道顶板不平造成梯子梁不接顶板、两帮超旷时，梯子梁、托盘后使用填充物，使其紧贴壁面。因锚固力不足、外露超长、锚杆杆体滑丝等原因需补打锚杆时，要尽量压原支护梯子梁或靠近原锚杆位置;因顶超旷无法压梯子梁时要加梯子梁块压网支护，并且若顶板同排连续补打锚杆要压短梯子梁压网护顶。当顶板破碎严重时，锚杆排距控制在800mm，预紧力符合要求。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。

三、加强煤矿掘进工作面顶板管理工作

由于地质地形条件和支护形式上的失误而导致的煤矿采掘安全事故，对于煤矿采掘单位都是不利的。因此，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。

1、严禁空顶作业，推广使用掘进机液压机载支护紧跟迎头，施工要在液压支护的有效掩护下进行。施工过程中要有专人监护，并确保退路畅通，出现异常要立即停止施工撤出人员。靠近掘进工作面10m内的支护，须在割煤前先加固，失效支护必须先行修复后方可进入工作面作业，修复支护时，必须先检查顶帮，严格执行敲帮问顶制度，并由外向里逐排进行。施工时先支护顶板，后支护两帮。

2、严格执行开工前、割煤后、施工过程中的敲帮问顶制度，敲帮问顶必须使用专用的长把工具，敲帮问顶工作必须应有2名有经验的人员担任，两人进行，先清出退路，一人观察顶板和退路，一人敲帮问顶。找顶人应站在支护可靠的地点，观察人应站在找顶人的侧后面，并保证退路畅通。

3、掘进过程中，施工人员应坚持经常性的敲帮问顶制度，特别是在打眼、安装锚杆过程中应清除危岩、排除隐患，确保无伞檐，随时执行敲帮问顶制度探查围岩，以避免伞檐掉落、煤岩体片帮造成人员伤害。严禁留有伞檐。锚杆必须使用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托盘紧贴巷壁，严禁在托盘后面充填木片、煤矸等杂物。

煤矿掘进工作面顶板的管理工作，加强多方面的监管，完善各项开采保护措施，进一步提高相关人员的安全生产意识、安全知识、理论水平。强化安全确认，提升现场操作技能。对现场存在重大危险的工序进行重点研究，在每个工序前进行安全确认，形成“重大施工安全确认流程”，并贯彻到每一名施工人员，提升职工的操作技能，确保施工安全，减少煤矿掘进顶板安全问题，全面提高煤矿掘进工作的效率。

参考文献：

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