煤矿综采工作面顶板管理技术分析

煤矿综采工作面顶板管理技术分析 黄延涛

中国平煤神马集团十一矿 河南 平顶山 467000

摘要：随着煤矿生产的发展，煤矿安全生产显得越来越重要。但目前，相应的矿山安全程度尚未引起重视，煤矿安全事故发生的概率仍处于较高水平。因此，必须重视综采工作面顶板的有效管理，从而提高煤矿的开采效率，充分保障生产人员的安全。

关键词：煤矿综采工作面；顶板管理；技术分析

导言：煤矿安全是煤矿开采过程中首先要解决的问题。在采煤过程中，破坏了原有岩层的平衡，导致安全事故时有发生。在煤矿安全事故中，顶板事故数量居六大事故之首。因此，预防煤矿顶板事故是煤矿安全工作的主要内容之一，关键是对工作面顶板的管理。煤矿顶板事故多是由于工作前顶板管理不善造成的，原则上可以避免。本文围绕综采工作面顶板事故展开分析，重点探讨了加强综采工作面顶板管理的一些措施。

1.煤矿综采工作面顶板管理的内容

在煤炭资源开采过程中，最常用的开采方法有综合开采技术，采煤工作面也采用液压支架进行顶板支护。地质条件比较复杂，液压支架的统一性很难得到保证。这对煤矿企业提出了一定的要求。在选择液压支架时，要根据实际情况进行适当的选择，从而有效地保证煤矿的安全开采。液压支架的意义在于为顶板提供一定的支撑力，进而控制顶板的变形。液压支架的支护方式是被动的，说明液压支架的作用只有在围岩变形时才能发挥出来。因此，选择液压支架应遵循一定的原则：一是要求液压支架具有较高的支撑强度。在选择液压支架时，首先要根据工作深度和实际受力状态确定合适的工作阻力，为合理选择液压支架提供重要参考。其次，要保证液压支架支护方式的适宜性。在选择液压支架时，必须考虑支架强度足够、支撑方式合理，并保证支架高度可调。只有满足这两个要求，才能对综采工作面顶板进行有效管理。然而，当综采工作面采用顶板管理时，采空区处理是一项重要内容。我国已进入深部开采时代，对工作面顶板的处理显得尤为重要。为保证开采安全，煤层回采后工作面顶板必须及时落下，并对采空区进行有效支护。煤层开采后，液压支架会收缩，对顶板的支护作用消失。由于矿压的影响，顶板会破碎。采空区顶板管理一般采用落矿法，即煤层开采后采空区充填破碎顶板。当顶板较厚、较硬，难以跨越和坠落时，应实施强制放顶措施。顶板注水和松动爆破水力压裂是常见的强制放顶煤措施。

2综采工作面顶板事故原因分析

2.1 冒顶事故的原因

冒顶事故是煤矿生产中最常见的顶板事故之一，其特点是破碎顶板冒落填满工作空间。一般来说，冒顶事故危害较小，且仅发生在局部地区。然而，在某些地质构造区，顶板冒落也可能引起其他事故。如果陷落柱发生冒顶，可能发生严重的突水，导致工作面冒水。冒顶事故多是由于支护不力或安全措施不到位造成的。如作业前的空顶距离控制不好，容易发生冒顶事故。另外，如果液压支架的工作阻力设置过大，会对顶板产生较大的作用力，导致顶板被压溃。

2.2矿压显现严重的原因

工作面开采过程中经常会遇到严重的矿压现象，其主要表现为液压支架的破碎或损坏。在选择液压支架时，大多是由于对其性能不重视或工作阻力不够造成的。这种情况经常发生在工作面两端端部支护中，虽然不会造成严重的安全事故，但会影响工作面开采效率。另外，孤岛工作面开采时也会出现这种现象。

值得注意的是，当煤层底板较松软时，工作面液压支架容易下沉，也会出现煤层顶底板移动靠近的问题。

2.3顶板坍塌原因

顶板塌陷是综采工作面最严重的顶板事故之一。主要表现为顶板长距离突然断裂，释放大量能量，对工作面造成破坏性破坏。这类事故的主要原因是煤层顶板厚而坚硬，工作面开采后长期悬空，顶板积聚了大量弹性能。随着我国进入深部开采时代，这类煤矿顶板事故的发生频率呈上升趋势。

因此，在相当长的一段时间内，预防煤矿开采过程中的顶板事故依然是煤矿安全生产工作的重点内容。

3煤矿综采工作面顶板管理技术分析

3.1合理选择液压支架

液压支架是保证矿山顺利发展的重要条件之一。选择合理的液压支架可以保证综采工作面的稳定性。在选择过程中，考虑了三个因素：

3.1.1液压支架模型

液压支架的型号与其承载力有关，因此应合理选择液压支架的承载力。液压支架选型时，可采用两种方法进行判断：① 岩石重量法。在液压支架上放置不同重量的岩石，按岩石重量测量液压支架的上限。② 实际测量。在施工现场布置液压支架，根据液压支架的承载数据确定岩石吨位，合理选择液压支架。

3.1.2液压支架高度

在开采过程中，不同开采位置的液压支架高度不同，开采高度会随着开采进度而变化。因此，必须考虑液压支架高度对工作面的影响。数据测量必须准确，相差不大，可能造成冒顶。开挖人员应根据实际施工情况合理选择液压支架的高度。

3.1.3液压支架结构

开采地点不同，开采环境也不同。根据实际环境选择合适的液压支架结构是十分必要的。主要有以下要求：① 确保工作环境通风顺畅。选择液压支架时，要观察是否影响通风。② 保证液压支架底座面积大，底座压力低于底板。压力过高，液压支架容易落入底板，影响煤矿的开采；较小的底座面积也会导致液压支架下沉。③ 防止液压支架在使用过程中滑动。如果液压支架由于地理环境的影响而发生滑动，将影响到顶板支架的稳定性和采掘人员的安全。

3.2巷道支护技术

综采过程中的巷道支护技术将影响工作面开采的安全。如果开采环境平顺，工作人员可以用锚杆将顶板支护起来。如果开采环境不规则，巷道支护时应铺设完整的支护网。随着开采位置的不断变化，巷道压力和巷道结构也会发生变化。因此，为了保证回采工作的稳定性，需要在回采工作开始前对巷道进行支护。支撑体系应根据实际情况进行调整。

3.3顶板注浆加固技术

为了保证煤矿开采的稳定性，顶板注浆加固技术可以保证围岩的稳定性。顶板注浆加固技术使周边顶板内部丰富，从根本上避免了顶板冒落的出现。

3.4断层顶板支护

在开采过程中，顶板经常遇到断层。如果遇到这种情况，要及时有效地处理，迅速将支架移至合理位置，确保工作环境的安全。另外，应及时进行支护，防止顶板脱落。断层顶板支护可采用以下方法：

（1） 采煤前。对综采工作面顶板进行预处理，防止因开采引起顶板冒落。

（2） 采煤工作面顶板破碎段必须铺设金属网配合圆木或金属钢梁提前对顶板进行维护，防止顶板冒落。

（3） 控制采煤过程的高度。合理的采高可以保证采矿作业的正常进行。如果开采高度过高，支架与顶板接触不好，顶板就会坠落。

结束语

为了进一步降低煤矿开采过程中发生事故的概率，提高煤矿工人的安全性，进一步提高煤炭生产的经济效益，一直是业界关注的焦点。对综采工作面顶板管理技术进行了深入分析。在实际应用中，需要各相关人员的配合和管理人员的重视，使技术达到最佳状态。综上所述，本文深入分析了综采工作面顶板突然冒落事故的原因，研究了一系列相应的措施，为综采工作面顶板事故的解决提供了一定的指导。

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