对煤矿采掘工作面顶板管理问题的研究

技术与市场　２０１４年第２１卷第１期　经营与管理　对煤矿采掘工作面顶板管理问题的研究　张学旗　（山西阳城阳泰集团宇昌煤业有限公司，山西阳城０４８１０５）　摘要：矿井采掘工作面顶板管理一直是矿山安全生产的重要环节。结合矿井采掘工作面顶板管理现状及存在的问题．　探讨从强化顶板管理措施方面，实现对顶板科学、合理、高效的管理。　关键词：煤矿采掘；工作面；顶板管理；对策措施　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１４．Ｏ１．０８１　０引言　安全生产始终是井下作业的生命线，大约有４０％的井下　事故是由顶板事故造成的，为此，加大对矿井采掘工作面顶板　管理力度，不仅是保持井下作业安全和顺利展开的前提，也是　推进矿井生产、提高井下生产主动权的关键环节。　１　引起矿井采掘工作面顶板事故的因素分析　顶板事故具有发生率高的特点。从矿井安全管理生产来　看，强化对采掘工作面顶板事故隐患的因素分析，如对井下作　业面与煤壁衔接处的支护措施，对移动机头、机位以及回柱放　顶过程中引起的放顶线冒顶、在掘进头泥巷道交叉口处容易诱　发的冒顶事故等，从多发事故原因分析中来总结对策，是有效　提高生产安全的途径。　１．１煤壁周围引起的冒顶事故　从煤层地质条件来看，采掘过程对原生裂缝的影响，往往　给煤层的直接顶带来不同的应力作用，从而造成形式多样的游　离岩块。在井下支护及放炮时，原本不牢靠的地方很容易发生　倾倒，从而诱发煤帮及顶层压力过大被压塌，再加上煤层自身　强度的不足而导致冒顶事故。　１．２工作面机头、机尾处的冒顶　采煤机在需要移动时，由于在拆除原有支护结构时对顶板　造成不同程度的松动，在回采工作面连接处存在相对较小的支　护初撑力，从而诱发直接顶的破裂、松动及下落。因此在对采　煤机进行移动时，务必需要结合回采工作面的掘进进展情况来　有序地移除棚腿，避免因移动不当而引起的顶板破碎冒落。　１．３放顸线周围的冒顶　从井下采掘工作面施工实际来看，随着掘进工作的推进，　顶板下沉问题也会越来越明显，特别是大块游离岩块的形成，　会对回柱工作带来影响，从而影响支架的稳定性，尤其是最后　一根柱子在回拆时，往往是造成顶板冒落事故的关键点，因此　要对回拆工作进行及时有效的应对。　１．４巷道掘进中出现的冒顶　巷道掘进工作中，由于顶部岩体的破碎，造成相互连接处的　岩体发生松动。一旦支护措施不到位，将会诱发顶部岩体的垮　塌危险，特别是在巷道掘进工作面周围进行预支护措施时，如果　没有做到相应的稳固措施，也是诱发岩体冒落的重要原因。　１．５巷道连接处的冒顶　新老巷道连接处是发生冒顶事故的关键点，特别是对于采’　取巷道交叉点施工时，通常用大棚子来取代旧棚，而在新搭建　的棚顶连接处，也有一些不关联的岩体发生冒落，而附近岩体　也会向巷道连接处移动，由于新搭建的棚顶在强度上不是太牢　靠，也容易诱发冒顶事故。　１．６顶板破碎带发生的冒顶　从矿井采掘工作面实际来看，对于断层带的地层，由于涌　水的影响而出现不同程度的软化，从而诱发坍塌。为了增强围　岩的稳定性，通常采用泥质来填充。从井下爆破对周围岩体造　成的破坏来看，因岩体结构面的形变改变而加大对顶板自撑拱　的负面压力，当超过最大允许值时就会引发滑动，从而导致顶　板在拱顶区域的冒落危险。　２强化对矿井采掘工作面顶板管理的有效对策　２．１　对煤层顶板的稳定性进行管理　在对井下采掘工作面顶板管理工作中，为了确保安全生产　目标，必须严格执行国家对采掘工作面顶板管理的相关规定，　尤其是把握好“两个质量、三个环节”的工作要求，遵照规定将　顶板支护工作做好，并能够从定期的检查和质量核定上，做到　整齐稳固、结实牢靠；在对工作面进行特殊支护作业时，对于端　头出口支护、贴帮支护、切顶支护以及超前支护工作，要使其符　合规定要求，确保安全；对于初次放顶工作面的支护工作要给　予足够的重视，务必从施工责任上来强调顶板管理的重要性，　而对于超前支护作用，要加大对顶板动态信息的检测，严格落　实防范措施，避免冒顶事故的发生。　２．２对局部厚煤层部位的顶板进行管理　井下采掘工作中，对于局部厚煤层的支护作业要给予足够　的重视，特别是随着煤层采掘高度增大，采场矿压的变化尤为　突出。而煤岩层之间发生离层、下降、顶板压力以及煤层稳定　性等因素的综合作用，对顶板支护的压力十分巨大，很容易导　致冒落危险。因此，在对于局部厚煤层进行回采支护时，通常　选用支撑能力强的支护措施，以减少和防范煤壁片帮的发生。　常用支护方式是加大对构造带两侧的有效支护，其特点是能够　满足大支撑力、大范围以及相对稳定、易操作，其实质是采用局　部填充法来取代其他直接顶的垮落法来强化顶板管理，从而巧　妙地利用构造力来实现对易破碎层的完整支护。　对于木垛支护方式来说，因其支撑面积大、操作简单、实用　性强等特点，在对于局部厚煤层回采支护中应用较广。从煤矿　采掘高度对矿压的分析来看，随着支柱高度的升高，对支柱稳定　性的影响很大，特别是当支柱中心位置改变时，很容易对整个煤　层顶板带来重创。所以，应结合局部厚煤层实际情况，选择恰当　的支护方式，对于满足采掘面的安全生产具有重要意义。　（下转第１２３页）　７２７　技术与市场　经营与管理　养机制；将培训工作纳入企业文化建设，积极营造机电安全的　人文氛围。　随着我国绿色产能改革的推进，作为我国基础燃料供应的　煤矿行业不得不积极开展产业转型。其中安全生产是绿色产　２０１４年第２１卷第１期　再进行下一步安装；严格性能测试，达标后才能投入生产。　２）检修监控。严格执行停产检修规定，杜绝超时运行及超　和安全措施；检修工作必须由部门领导、包机员工和质检人员　共同开展；重点设备由矿领导跟班检修；检修过程应做好记录，　测试达标后才可复工；检修结束后由各负责人当场签字确认，　并纳入档案管理。　负荷运行；停产检修前，详细制定检修计划，编写检修作业规范　３结语　能的重要定位之一。现代化的煤矿运行应当积极依托各类机　电设备。机电安全运行不仅有利于提高作业效率、投入产出　比，也直接关系到采煤作业及人员安全。煤矿企业应当积极结　合自身机电管理现状，深入考察各类设备安全问题及隐患，积　极制定改进策略。只有提高了机电运行的安全性，规范设备库　管、操作、保养、检修等工作，才能提高运行效率与产量；才有可　能实现机电一体化管理，消除事故隐患，提高经济和社会效益，　参考文献：　３）维修养护。设备的优化维护，可以缓减设备零部件的磨　损，减少维修工作量　。设备维修包括日常级别、小、中及大　修。由于煤矿作业环境复杂，机电设备容易出现超规格作业，　因此，日常保养应结合设备属性及作业规程制定工艺化保养流　程。确定设备的易耗部位、损耗类型；确定检查及保养方法、要　求；每日将设备易耗点的检查情况进行记录。此外，企业应积　保障员工人身安全。　极重视安全保护装置的测试运行，譬如防过卷装置、堆煤保护　等　；重视防爆电气设备维护保养，定期检查；避免出现设备的　频繁开停、过载、机械振动及磨损等。　２．５提升员工职业素质　［１］　吴建华．对加强煤矿机电运输管理的一点认识［Ｊ］．能源　技术与管理，２０１０，２（１）：７６—７８．　［２］　杜玫琰．浅论煤矿机电设备的安全管理与维护［Ｊ］．魅力　中国，２０１１，１（１３）：２５—２７．　煤矿机电设备的安全运行离不开员工的职业素质。企业　应当积极开展一线员工业务培训　，积极开展安全教育，从员　［３］　陈伟崇．煤矿机电设备管理问题浅析［Ｊ］．陕西煤矿，　２０１０，７（２）：２１２—２１４．　工本位出发，结合员工利益说明设备安全运行的重要性；积极　引导员工树立安全生产理念，提高员工操作规范，严格执行标　准化作业；将员工培训制度化，建立科学的员工培训和人才培　（上接第１２１页）　２．３加大对采掘工作面棚顶顶板的管理　［４］　武建平．煤矿机电设备维修管理模式及发展趋势［Ｊ］．山　西焦煤科技，２００９，２（６）：９７—９９．　ｍ处设置０．５—１．２　ｍ的松动范围，在泥炭质页岩巷道设置１．２　—２．０　ｍ的松动范围，在石灰岩巷道７０　ｍ处设置０．４　ｍ的松动　当前，我国煤矿井下采掘面棚顶顶板管理研究不断深入，　范围，在砂岩巷道掘进头１０　ｍ处设置１．０～１．２　ｍ的松动范　对于棚顶顶板的管理方法也比较多，通常从煤层顶板高度与端　面距离长短上来选择合适的支护措施。当顶板和端面之间距　围，并对上述锚喷巷道的锚杆锚固力保持在２０～４０　ｋＮ。③除　了硬质岩石之外，在巷道掘进迎头时都要使用前探梁，前探梁　按照种类又分为吊挂式、一梁二环式，及一梁三环式等，在实际　卡环式，对于拱形金属支架的应用多以卡栓式为主，锚喷支护　３结语　离为１　ｍ时，可以采用临时钻眼插钢针的方式来加强棚顶工　顶棚进行支护，并且加大对“零皮”的预防，减少对人的危害。　送机挡煤板外侧设置工字钢梁，其高度与采高相等；另一侧要　顶住煤壁，并采取敲帮问顶，以实现对顶板压力幅度的有效掌　握；同时在悬臂梁的煤壁附件预置与煤壁平行的长方木，参照　置顶高度来选择合适的长方木，在与煤壁平行的高度上搭设一　作，当冒落高度与端面距超过安全允许值时，则必须对采掘机　井下应用中多以后两种为主。④工字钢支架多选用可调式及　　在实际防范冒落作业时，首先需要从冒落区的一侧开始，在输　多选用螺母与锚杆连接的吊环式。矿井采掘工作面顶板管理是确保现场管理的基础，也是关　系到矿井采掘工作安全、顺利推进的关键。因此，必须要从采　掘工作面的顶板管理中落实责任，提高监管力度，确保各环节　层长方木。为了预防顶板发生二次冒落，在煤机轨道内搭接单　体液压支柱，以增强木料和钢梁的支护效果。对于假顶进行支　撑时，要在前探梁与煤壁紧贴的方木上插入针距为０．５～０．７　ｍ　的钢针，辅以铁丝来完成加固。　２．４对掘进工作面及巷道进行的顶板管理　从井下掘进工作面及井巷顶板的管理要求来看，主要有几　种支护管理方式：①对于光爆锚喷和“三小”支护技术来说，无　之间的有效配合，并对可能出现的采掘工作面顶板问题做好相　应的应急预案，切实提升矿井安全生产水平。　参考文献：　［１］　邵立国，邢亚平．煤矿生产中顶板事故的成因及管理措施　的探讨［Ｊ］．装备制造，２００９（１２）．　［２］康向涛，刘勇，周仕来．２００６－－２００９年贵州煤矿顶板事故　分析［Ｊ］．煤炭技术，２０１１（４）．　论是硬岩巷道还是软岩巷道都比较适合。特别是随着锚网、锚　梯形钢筋梁等支护材料的引入，对小钻头、小锚杆和小药卷技　［３］　成聪，段东，王开．坚硬顶板管理与控制数值模拟分析　［Ｊ］．煤炭科学技术，２０１３（ｓ２）．　［４］赵晨德．矿井应力集中区域下复合层顶板的维护研究　［Ｊ］．中国煤炭，２０１３（９）．　术的协同作业，都提升了巷道顶板的管理效用。②对泥岩巷道　顶板的管理上，结合巷道稳定性和锚杆长度，在超出掘进头３０