煤矿采掘工作面顶板管理问题研究

煤矿采掘工作面顶板管理问题研究

李志远

鹤壁煤电股份有限公司第三煤矿人力资源科

摘要：作为一个煤炭大国，中国煤炭资源用量很大，故煤矿工作受到社会各界的关注，如何进一步做好采煤工作面顶板安全管理是亟待解决的问题之一。在煤矿工作中出现顶板事故的概率较高，这不仅会影响工作进度，还会威胁到工作人员的生命安全。本文在全面了解煤矿采掘工作面顶板分类的基础上，阐述了几种常见事故，并分析了原因，提出了管理对策，旨在进一步提高煤矿采掘工作的安全性。

关键词：煤矿采掘；顶板分类；事故；管理对策

一、煤矿采掘工作面顶板分类

在煤层顶板的结构中主要有三种，第一种:伪顶。伪顶指的是煤层上比较容易垮落的岩层，散煤的掉落这也容易造成事故的发生,其厚度一般会小于0.5米,由炭质页层形成。第二种为直接层。这是由伪层或者是煤层上的多层或者是单层所形成的，其中主要是由砂质页层组成。这也会造成顶板垮塌现象。第三种为老顶，这是煤层上方或者是直接顶上方的坚硬岩石层，这也主要是有砂岩以及石灰岩组成，这些岩石都比较厚，减少事故的发生，在外暴露较大采空区的时候拉移支架的时候就可能会发生垮落。

二、煤矿采掘工作面顶板常见事故

1、煤壁周围的冒顶事故

在一些煤层的直接顶中,由于存在原生裂缝、构造及采动等,往往会出现相互交错的裂缝,这样就会出现形式各异的游离岩块。冒顶事件出现的主要原因是在支护及放炮过程中,支架支护不牢倾倒所致,煤帮周围有时会老顶上层压力过大而被压塌,倘若煤层自身不存在高强度片帮抵抗力,降低了空间支护能力就会造成冒顶事故。

2、工作面两端机头、机尾位置的冒顶事故

当采煤工作面生产过程中,对机头机尾要根据实际需要而移动,但是在移动时,早已破坏的顶板会在拆除原来支柱换上所需支柱时会有程度不同的松动，通常在回采工作面连接的巷道处存在相对小的巷道支架初撑力,因此对直接顶的下落、松动、破裂等很难控制，原巷道支架的不同棚腿要结合回采工作面的进展逐个移除,在移除的环节中,有时会因为破碎顶板程度不同出现冒落。

3、放顶线周围的冒顶

随着时间的推移,顶板下沉程度会越来越明显,出现大块的游离岩块,游离岩块会随着回柱工作进行而逐渐转动。通常对原本稳定性就不够的支架有较大影响,在对最后一根柱子回拆时,很容易出现顶板冒落现象,对那些由于种种原因限制而不能撤回安全地点的工人会构成巨大的生命威胁。

4、巷道掘进工作面位置的冒顶

只要是掘进破岩,那么在顶部就会有与岩体失去连接的岩块,如果没有采取合理的支护,就十分容易发生岩块的垮塌;在掘进工作面周围提前支护部分顶部也有与岩体失去连接的岩块,如果种植户没有效力,也会很容易出现顶板跨落。

三、煤矿采掘工作面顶板事故主要原因

1、违规支护

我国煤矿主要是地下开采，因此在井下采掘过程中，保持采掘区域围岩稳定对于安全生产具有重要意义。巷道支护技术在近年来有较大提升，目前主要有砌确支护、棚式支护、型钢支护、锚杆支护等。这些支护技术的应用对于提升矿井安全生产水平，减少片帮、顶板事故发生起到了极大作用。但在井下具体操作的是工人，如果工人不能合规、安全使用这些技术，那么顶板事故依然难免会发生。在所分析的顶板事故中，违规支护类不安全动作有:不按规定措施进行支护及调整支护方式、未对作业区域及时进行支护、拆除原有支护或爆破时未加强支护、由里向外架设支护。其中，前两种方式，即不按规定措施进行支护及调整支护方式、未对作业区域及时进行支护发生最多。这两种不安全动作均是工人在作业过程中，因不遵守所编制的安全技术措施进行施工，或者在施工过程中因安全意识不高未及时对作业区域进行支护以保证作业地点的安全，从而导致事故发生。

2、煤层垮塌

中国煤炭事业快速发展，逐渐进入到深井作业阶段。煤炭开采过程中，由于作业环境处于深井中，很容易受到地质条件和地质结构因素影响，矿井工人时刻受到煤层垮塌的威胁。煤层一旦垮塌，将会直接威胁到处于深井工作的工人的生命安全，给煤矿企业造成大量的经济损失。

3、液压支架选择不合理

造成煤矿综采工作面顶板事故出现的主要原因之一就是液压支架选择不合理。煤矿安全人员只有对顶板进行全方面了解和认识，才能对巷道顶板进行有效的管理，才能为煤矿工人提供一个安全的工作环境。但在煤矿生产实际操作液压支架的过程中，一些操作人员对于液压支护的重视程度不高，对矿井压力、矿井通风等问题不够关注，最终导致液压支护支架的选择不合理，为矿井工人井下工作埋下了很大的安全隐患，一旦发生支护坍塌，将会造成严重的安全事故，给煤矿企业造成大量的经济损失。

4、人为疏忽

人的安全行为对煤矿顶板事故发生产生重要影响，对人的不安全行为的控制度，将直接影响煤矿顶板安全管理成效调查显示安全素质影响企业安全管理水平的效度。矿工素质越高安全管理就容易出效果，生产安全就能得到保证。人的行为也受生理、心理等因素的制约。个体行为包括安全素质、操作能力、心理生理、三违行为等因素，安全素质低下直接影响管理者和矿工的行为，导致三违行为的发生。而良好的心理生理、熟练掌握顶板特性也能减少三违行为的产生，保证安全生产。

四、煤矿采掘工作面顶板管理对策

1、建立健全顶板管理意识

建立健全采煤工作面顶板管理意识，在整个采煤作业过程中树立顶板安全管理的基本理念，确保顶板管理处理安全受约束状态，既可以提供采煤作业顶板安全条件，又可以对采煤作业人员中负责顶板作业人员的工作行为。首先，参与采媒作业的人员要对工作面顶板的具体情况熟悉，在工作人员交接班过程中避免工作注意事项的遗漏;其次，在进行采煤作业之前要提前检查工作面顶板的支护情况，对顶板的管理力度要下大工夫，确保在采煤作业进程中不会出现顶板部分脱落的情况:最后，在采煤作业进程中要派专人检查顶板状态，若发现异常应尽快采取相应有效的管理措施，将顶板出现的安全风险降到最低。

2、稳定煤层顶板

煤层顶板的优化管理，需要对支护结构进行质量核定，保证支护结构具备足够的稳定性和质量，并在支护结构使用过程中对其进行良好的管理，防止出现安全事故。并且做好初次放顶工作之间的衔接，对每一个施工环节进行专人专管将责任充分落实到个人。同时，整个煤矿采掘过程中都需要定期使用顶板动态仪测量顶板的支撑压力，防止出现压力过大造成的冒顶事故发生。

3、采煤工作面局部厚煤层的顶板管理

若是采煤工作面和局部厚煤层相遇，则会造成煤矿采掘现场矿压升高，从而在各个煤岩层之间形成离层，当顶板岩层有较大压力或者下沉等情况时，顶板则可能出现不同程度的坍塌现象。这时，就应当在构造带局部厚煤层回采时使用支撑能力强的支护结构进行支持，防止煤壁周边出现冒顶事故。一般情况下，最常用的支护方式为构造带两侧采用支护:这种支护方式具有可操作性强、支撑能力强以及控制范围广等优势，能够有效使用局部充填法取代其他的垮落法来进行顶板管理，从而实现挑落破碎层且支撑完整层的目标。除此之外，还有木垛支撑支护方式，木垛支撑具有操作简单、支撑面积广且不受支护高度影响的优势，在构造带局部厚煤层回采过程中得到了较为广泛的应用。根据相关调查限制，采矿的高度的升高，矿压现象就会越来越明显，同时提高支柱的高度就会影响支柱的稳定性，因此对煤矿采掘工作会造成不利的影响。因此，对于不同的煤矿采掘实际情况选择不同的支护方式，对于提高顶板的稳定性具有重要的作用。

4、加大对职工培训和教育的力度

通过对煤矿顶板事故致因的分析，我们知道，三违行为、安全素质所占的比例较高，综合反映出煤矿工人的安全素质偏低，安全意识不强。减少煤矿顶板事故的发生必须加大对职工培训和教育的力度，一方面从提高煤矿工人生产技能和操作能力入手减少顶板事故的发生，另一方面从提高煤矿工人的安全素质和自保互保意识入手减少不必要的人员伤亡。煤炭企业首先应紧抓岗前培训和换岗的再教育培训，并制定行之有效的制度规章，杜绝无证上岗的违章行为，液压支架工必须经过安全技术培训，持证上岗。按照“强化培训、经常教育、广泛宣传”的工作思路,对矿区职工教育长抓不懈,针对不同工种采用有针对性的重点培训，避免培训内容泛而不精。针对不同工龄的作业人采用灵活多变的的培训方式，保证作业人员能高效的接受培训内容，杜绝形式大于实质的安全培训，提升员工驾驭工作现场的知识和技能，形成企业内部自觉学习、自觉提升的良好氛围。

五、结束语

综上所述，加大对煤矿采掘工作面的顶板管理是保证煤矿开采安全，提高煤矿开采效率和质量的重要方式。因此，需要严格按照国家相关标准和规定进行顶板管理。同时，还要重视定期对煤矿的采掘面施工情况进行监督和检查，以促进顶板管理工作的有序进行，从而有效保证煤矿企业生产的经济利益，促进社会和谐发展。

参考文献：

[1]宋永浩.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析[1].山东工业技术,2018(05):90-91.

[2]吴文鹏.浅谈煤矿采掘工作面顶板管理问题[J].技术与市场,2015,22(07):289-290.

[3] 袁新建.煤矿采掘工作面顶板管理的问题研究[J],内蒙古煤炭经济,2013(05):137-138.