论文部分内容阅读
摘要：煤矿采掘大部分是在井下进行的，井下环境的不确定性给煤矿采掘带来了许多安全隐患，采掘过程中重大安全事故时有发生。据统计，在所有的煤矿采掘安全事故中，由顶板问题导致的安全事故占总数的40%左右。由此可见，加强对顶板的规范化管理是降低煤矿采掘事故发生率的重要手段。基于此，本文对影响煤矿采掘工作面顶板安全性的因素进行了分析，并据此提出了一些在顶板管理方面的建议，以期为提高煤炭采掘工作的安全性做出贡献。
关键词：煤矿采掘;工作面;顶板管理;事故;处理方法
顶板是指在井下采煤过程中，覆盖于煤层之上的岩石层。由于我国大多数煤矿采掘工作都是在井下进行的，对于顶板的管理几乎成为了煤矿采掘过程中必须要进行的一项工作。而井下相对不可控的工作环境，给煤矿采掘工作面的顶板管理工作带来了不小的难度。很多煤矿采掘团队都因为对顶板的管理不当，而造成了一系列重大的安全事故。鉴于此，煤矿企业应当加强对煤矿采掘工作面顶板的管理力度，以避免因为顶板问题而导致的安全事故。
一、造成煤矿采掘工作面顶板事故的原因
（一）地质因素
在井下进行的煤矿采掘工作，难免会受到地质环境的影响。有时在开采过程中会碰到一些比较松软的地质，这些地质抵抗压力的能力较差，便很容易发生垮塌而对采掘过程造成影响。比如，有些煤矿采掘工作面的顶板结构比较轻薄，抗压能力差，在受到外界影响时便很容易出现整片的坍塌。还有一些顶板由于当地地质的影响而具有较多的裂隙，这些裂隙会导致大量游离岩块的出现，对顶层结构的稳定性造成巨大的影响。这些游离岩块的出现还在一定程度上增加了回柱工作的难度，并且当游离岩块随着回柱工作而移动时，顶板的稳定性会再一次受到影响。
（二）支架结构影响
在煤矿采掘工作面活动时，还要安装一些支护结构来增加顶板的抗压能力，避免因为冒顶而引发的安全事故。而当选取的支架材料不符合标准时，比如支架的支撑密度不足、可缩量程度小等，便会对支架结构的稳定性造成影响。当顶板压力较大时，这些支架结构便会因为承压能力不足而发生倒塌，从而引发一系列的安全事故。还有一些支架因为搭建结构的问题，也会出现不稳定的现象。比如有些工作人员会误将柱腿架设在松軟的煤层之上，便极易受到外界因素的影响而发生倒塌。因此，关于支架的使用一定要严格按照国家规定的安全标准进行选取，并且要合理设计支架的安全结构，保障其稳定性。
（三）巷道掘进过程
在井下工作本身就具有较大的危险性，而在巷道掘进过程更容易因为一些小的偏差而造成大片岩土的坍塌，引发不可挽回的安全事故。在巷道采掘过程中，顶板以及周围岩壁会受到机器采掘的影响，而与顶板及岩壁相连的一些结构不稳定的岩块便很容易发生掉落。倘若进行采掘的工作人员没有做好充分的支护措施，便很容易被掉落的岩块砸伤。
（四）片帮现象的影响
片帮现象是指在回采工作进行后，大量采空区的出现使得顶板压力无从依附而向周围的煤壁转移，而煤壁因为超负荷而导致局部或大片的碎裂煤流向采空区。片帮现象对人员和机器的正常运行造成了阻碍，同时一些较大的煤块还会刮伤运行的采掘机器，大大影响了采掘工作的正常进行。当片帮现象较严重时，顶板的断面会形成大量的空洞区，这些空洞区的出现大大影响了顶板结构的稳定性。
二、煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法
（一）完善稳定煤层顶板安全管理
在相对稳定的煤层进行采掘工作时，也不能忽视对工作面顶板的安全管理，杜绝“空顶工作”现象的出现。在进行煤矿的爆破工作时，要做好充分的准备，提前对周围10m范围内的地形环境进行排查，避免一些不确定因素而给爆破工作带来的安全隐患。在爆破完成后，工作人员要第一时间进行支架的安装工作，最大程度的降低暴漏在空顶下的时间。关于支架的选取一定要严格按照国家标准，选择抗压力强、结构稳定的支架材料，同时要根据工作面的地形条件设计合理的支架结构，保障支架的稳定性。并且还要对顶层支架的稳定性进行定期的检验，出现安全问题时要及时进行修补措施，杜绝任何安全隐患的遗留。
（二）加强对厚煤层顶板安全管理
在我国的煤矿储备中，厚煤层占有不小的比重，在煤矿采掘工作时也时常会碰到较厚的煤层。这类煤层由于厚度较大，工作面顶板承受的压力也较大，很容易出现煤岩分离的现象。煤岩的分离会使得煤壁对顶板的支撑力下降，对顶板的稳定性产生了影响。因此，为了保障在厚煤层采掘工作的安全进行，要对工作面的支架结构进行加固，以增加其抗压能力。木垛支护具有支护范围大且不易受到开采高度影响的特点，且操作相对简易，是煤矿采掘过程中常用的一种加固支护的方式。在实际的采掘要根据煤层的实际情况，选取合适的支护方式，以对采掘过程起到安全保障。
（三）加强对掘进面和巷道顶板的安全管理
巷道掘进过程容易对周围的岩壁产生影响，严重时还会引发一系列的安全事故。而技术上的不规范通常是引发巷道掘进过程安全事故的重要原因，因此，在进行巷道掘进时，要对操作技术进行严格的规范。一方面要选取具有较高技术水平和经验老道的工作人员来指导巷道掘进工作，以保证操作技术的正确性。另一方面要对掘进技术进行改善，“三小”光爆喷锚技术在较硬或较松软的岩石地质下都适用，因此要在巷道掘进过程积极推广该技术。同时，还要根据岩层的软硬特点及时预留出一定的松动范围，并且将锚固力严格规范在20～50kN的行业标准内，最大程度保障掘进工作的安全性。
三、结束语
随着经济和工业的发展，关于煤矿采掘的技术取得了巨大的进步，但在管理方面还存在着不小的问题，严重影响着煤矿采掘工作的安全性。特别是对工作面顶板的管理，其管理不当是引发煤矿采掘安全事故的重要原因。因此，煤矿企业要加大对工作面顶板的管理力度，以更加有效的管理方式降低顶板的安全隐患，从而保障煤矿开采过程的安全进行。
参考文献：
[1]李喜元.煤矿行业采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析[J].产业科技创新，2020，2（07）：61-62.
[2]刘平.浅谈煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法[J].内蒙古煤炭经济，2020（04）：80.
[3]葛伟.煤矿采掘工作面顶板管理问题及处置方式分析[J].当代化工研究，2020（02）：11-12.
[4]夏宇.煤炭采掘工作面顶板管理对安全生产的重要性[J].现代商贸工业，2017（18）：184-185.
作者简介：
雷亚勇（1972.11-），男，汉，籍贯：陕西澄城，学历：大学本科，职称：安全副总经理，研究方向：煤矿开采技术及生产管理。
关键词：煤矿采掘;工作面;顶板管理;事故;处理方法
顶板是指在井下采煤过程中，覆盖于煤层之上的岩石层。由于我国大多数煤矿采掘工作都是在井下进行的，对于顶板的管理几乎成为了煤矿采掘过程中必须要进行的一项工作。而井下相对不可控的工作环境，给煤矿采掘工作面的顶板管理工作带来了不小的难度。很多煤矿采掘团队都因为对顶板的管理不当，而造成了一系列重大的安全事故。鉴于此，煤矿企业应当加强对煤矿采掘工作面顶板的管理力度，以避免因为顶板问题而导致的安全事故。
一、造成煤矿采掘工作面顶板事故的原因
（一）地质因素
在井下进行的煤矿采掘工作，难免会受到地质环境的影响。有时在开采过程中会碰到一些比较松软的地质，这些地质抵抗压力的能力较差，便很容易发生垮塌而对采掘过程造成影响。比如，有些煤矿采掘工作面的顶板结构比较轻薄，抗压能力差，在受到外界影响时便很容易出现整片的坍塌。还有一些顶板由于当地地质的影响而具有较多的裂隙，这些裂隙会导致大量游离岩块的出现，对顶层结构的稳定性造成巨大的影响。这些游离岩块的出现还在一定程度上增加了回柱工作的难度，并且当游离岩块随着回柱工作而移动时，顶板的稳定性会再一次受到影响。
（二）支架结构影响
在煤矿采掘工作面活动时，还要安装一些支护结构来增加顶板的抗压能力，避免因为冒顶而引发的安全事故。而当选取的支架材料不符合标准时，比如支架的支撑密度不足、可缩量程度小等，便会对支架结构的稳定性造成影响。当顶板压力较大时，这些支架结构便会因为承压能力不足而发生倒塌，从而引发一系列的安全事故。还有一些支架因为搭建结构的问题，也会出现不稳定的现象。比如有些工作人员会误将柱腿架设在松軟的煤层之上，便极易受到外界因素的影响而发生倒塌。因此，关于支架的使用一定要严格按照国家规定的安全标准进行选取，并且要合理设计支架的安全结构，保障其稳定性。
（三）巷道掘进过程
在井下工作本身就具有较大的危险性，而在巷道掘进过程更容易因为一些小的偏差而造成大片岩土的坍塌，引发不可挽回的安全事故。在巷道采掘过程中，顶板以及周围岩壁会受到机器采掘的影响，而与顶板及岩壁相连的一些结构不稳定的岩块便很容易发生掉落。倘若进行采掘的工作人员没有做好充分的支护措施，便很容易被掉落的岩块砸伤。
（四）片帮现象的影响
片帮现象是指在回采工作进行后，大量采空区的出现使得顶板压力无从依附而向周围的煤壁转移，而煤壁因为超负荷而导致局部或大片的碎裂煤流向采空区。片帮现象对人员和机器的正常运行造成了阻碍，同时一些较大的煤块还会刮伤运行的采掘机器，大大影响了采掘工作的正常进行。当片帮现象较严重时，顶板的断面会形成大量的空洞区，这些空洞区的出现大大影响了顶板结构的稳定性。
二、煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法
（一）完善稳定煤层顶板安全管理
在相对稳定的煤层进行采掘工作时，也不能忽视对工作面顶板的安全管理，杜绝“空顶工作”现象的出现。在进行煤矿的爆破工作时，要做好充分的准备，提前对周围10m范围内的地形环境进行排查，避免一些不确定因素而给爆破工作带来的安全隐患。在爆破完成后，工作人员要第一时间进行支架的安装工作，最大程度的降低暴漏在空顶下的时间。关于支架的选取一定要严格按照国家标准，选择抗压力强、结构稳定的支架材料，同时要根据工作面的地形条件设计合理的支架结构，保障支架的稳定性。并且还要对顶层支架的稳定性进行定期的检验，出现安全问题时要及时进行修补措施，杜绝任何安全隐患的遗留。
（二）加强对厚煤层顶板安全管理
在我国的煤矿储备中，厚煤层占有不小的比重，在煤矿采掘工作时也时常会碰到较厚的煤层。这类煤层由于厚度较大，工作面顶板承受的压力也较大，很容易出现煤岩分离的现象。煤岩的分离会使得煤壁对顶板的支撑力下降，对顶板的稳定性产生了影响。因此，为了保障在厚煤层采掘工作的安全进行，要对工作面的支架结构进行加固，以增加其抗压能力。木垛支护具有支护范围大且不易受到开采高度影响的特点，且操作相对简易，是煤矿采掘过程中常用的一种加固支护的方式。在实际的采掘要根据煤层的实际情况，选取合适的支护方式，以对采掘过程起到安全保障。
（三）加强对掘进面和巷道顶板的安全管理
巷道掘进过程容易对周围的岩壁产生影响，严重时还会引发一系列的安全事故。而技术上的不规范通常是引发巷道掘进过程安全事故的重要原因，因此，在进行巷道掘进时，要对操作技术进行严格的规范。一方面要选取具有较高技术水平和经验老道的工作人员来指导巷道掘进工作，以保证操作技术的正确性。另一方面要对掘进技术进行改善，“三小”光爆喷锚技术在较硬或较松软的岩石地质下都适用，因此要在巷道掘进过程积极推广该技术。同时，还要根据岩层的软硬特点及时预留出一定的松动范围，并且将锚固力严格规范在20～50kN的行业标准内，最大程度保障掘进工作的安全性。
三、结束语
随着经济和工业的发展，关于煤矿采掘的技术取得了巨大的进步，但在管理方面还存在着不小的问题，严重影响着煤矿采掘工作的安全性。特别是对工作面顶板的管理，其管理不当是引发煤矿采掘安全事故的重要原因。因此，煤矿企业要加大对工作面顶板的管理力度，以更加有效的管理方式降低顶板的安全隐患，从而保障煤矿开采过程的安全进行。
参考文献：
[1]李喜元.煤矿行业采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析[J].产业科技创新，2020，2（07）：61-62.
[2]刘平.浅谈煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法[J].内蒙古煤炭经济，2020（04）：80.
[3]葛伟.煤矿采掘工作面顶板管理问题及处置方式分析[J].当代化工研究，2020（02）：11-12.
[4]夏宇.煤炭采掘工作面顶板管理对安全生产的重要性[J].现代商贸工业，2017（18）：184-185.
作者简介：
雷亚勇（1972.11-），男，汉，籍贯：陕西澄城，学历：大学本科，职称：安全副总经理，研究方向：煤矿开采技术及生产管理。