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【摘要】我国煤炭开采的基本实情可总结为如下几条：地质条件较为复杂，生产环境十分恶劣，90%以上的煤炭都依赖于地下开采。因此，同世界其他产煤国相比我国煤矿开采风险系数会明显高于其他国家。在众多矿井事故中顶板事故所占比例颇高，是应重点防范对象。因此，笔者根据多年工作经验探讨总结了关于采掘工作面顶板管理现存的一些问题，另外对于如何加强顶板管理本文也提出了一些意见与建议，以期为矿井安全生产提供实践指导。
【关键词】采掘工作面；顶板支护管理；锚杆支护；施工工艺
前言
煤炭开采过程中由于顶板断裂或冒落造成的人员伤亡、财物损失等事故，在专业上统称为顶板事故。顶板灾害发生频率高、影响范围广，耽误煤矿工期，是煤矿重大灾害之一。据统计分析，近十年内顶板事故占到各类矿井事故的1/2以上（如图1所示），可见，煤炭企业若要提高矿山安全指数，顶板支护管理是应着重考虑的因素和举措。众所周知，受采掘工作面内采掘影响，巷道围岩的原始应力平衡会遭到破坏，并且切向和径向应力会重新分布，采掘过程中或事后顶板都存在顶板坍塌危险，如果此时相关人员不能及时支护顶板，则可能发生顶板事故。笔者认为若能在巷道掘进或煤炭开采后采取顶板及时支护措施，则可有效避围岩失衡后引发的顶板事故。
1、影响顶板安全管理的因素分析
虽然我国对于如何加强顶板管理积累了不少经验，但仍有不少问题值得思考。
1.1 因地质变化和支护方式造成的冒顶事故
采掘工作面内顶板来压时后各点的支承压力不同，超出支护支架初撑力时容易引发冒顶事故，造成人员伤亡和设备损伤。其主要的影响因素有：1）由于巷道支柱型号不一，材料和结构不尽相同，造成支撑力也不会完全相同，此外不同巷道片断可能会采用不同的支护形式，当顶板来压时各支柱所承受的压力不均，容易引发支柱滑落失稳或推倒变形，最终形成顶板冒顶事故。2）地质变化引发的冒顶事故。根据现场经验，采掘工作面局部范围内可能存在岩石强度减小的现象，此时围岩稳定性降低、承载上方岩体能力差，工作人员若不给予足够重视，随着濡变效应的缓慢进行，上方岩体逐渐失稳导致顶板破碎进而引发顶板事故。3）放顶顺序安排不当造成的顶板事故。
1.2 上下出口特殊位置引起的顶板事故
作为我国最常用的回采方式，后退式开采可提前探明煤层赋存条件，但因为区段平巷预先掘出，其顶板暴露时间长，同时又因采煤工作面开内采动影响，顶板围岩容易失稳引起坍塌。上下出口这一情况更加严重，因为此处是采空区和巷道的连接处，暴露空间大，并且随着每个工作班组的掘进，工作面会每天逐渐往前推移，就会造成支架支了拆拆了再支的现象，此时很容易出现一系列的问题，主要是拆除受压的支架时，新支架交接时不能很快承受相应的压力。
2、掘进巷道时进行顶板管理应注意的问题
1）工作面支护。随着矿山机械水平的发展，我国范围内适合综采工艺的工作面基本实现机械化覆盖，顶板支护基本由液压支架独自承担。但需注意的是某些不适合使用液压支架的特殊情况下，应结合锚杆支护、金属网支护等工艺保证工作面顶板安全，使工作面回采工作正常接替。2）采空区处理。煤炭采出后会在支架后方遗留一大片空间，我们称这个空间为采空区。随着回采工作的不断进行，采空区面积不断扩大，需要采取一定措施管理好此片区域，根据多年经验的积累，我国多采用全部垮落法管理顶板。回柱放顶前应加强采空区前方顶板的支护强度，采用由里向外、由下而上的放顶方式，且至少保证两名现场工作人员跟进管理。若采煤和放顶同时进行，应保证足够的放采平行作业间距。3）敲帮问顶。工作人员在施工的前后要进行敲帮问顶，特别是在打眼放炮时必须要敲帮问顶，发现问题及时采取措施。4）放炮爆破前的检查。放炮前后一定要对放炮点前后10～20m的范围进行检查，一旦发生支护质量不合格，相关人员一定要从外向里处理，保证后路畅通。爆破后在没有支护的情况下严禁空顶作业。5）控制顶距，严格按照作业规范进行施工。工作人员在掘进施工过程中，如果发现顶板帽顶现象，需补打锚杆时，无相关经验的工作人员不要自行处置。正确做法就是，要找技术人员及经验丰富的班组长来进行妥善处理。
3、加强顶板管理的措施研究
1）严格按照矿井安全制度执行、发现问题及时制止。矿井施工人员要接受安全培训教育，严格按照操作规程、安全检查、交接班等制度进行工作。矿井工作由于巷道掘进工作的危险性，只有严格地执行相关的制度和规范，才能保证工作人员的生命安全，才能减少损失的发生。2）对煤柱应力分布及尺寸合理地确定。在矿井下巷道掘进时，合理地确定煤柱的尺寸是支护设计的重要部分之一，一般要首先分析能够影响巷道支护的主要原因，具体分析高应力的动静压、水平应力所引起的片帮、剧烈底鼓及冒顶及采动所引起的支承压力等。还要对煤柱上面的载荷进行全面综合的考虑以确定煤柱的尺寸，为巷道掘进工作的顺利进行打好基础。3）运用先进的技术提高管理水平。矿井下的技术在不断更新，因此矿领导要对本矿井内的一些设备及工艺进行及时调整，是做好井下巷道掘进时顶板管理重要的动力及手段，这对于井下煤层工作面的掘进工作特别重要。同时，围岩的复杂状况及其受力的状态也很需要运用各种科技手段进行动态的分析。4）强化对支护效果的监测。工作人员要长时间对支护进行监测，同时做好记录，发现问题及时上报，并及时维护处理，要建立和健全基层工作人员及全班组长的自检，每个工区区长及责任领导对区域内进行不定期地抽检及监测制度。对那些检测仪器与设备的正常运转进行检测，确保仪器与设备的完好运转，并做好相关的维护记录。工区主要负责人要对本区域巷道里，每隔一段距离就设立一个监测站，并安装相关的监测设备，以对巷道的掘进进行全程地监测和控制，进行科学、有效地顶板管理。
4、结语
对顶板进行长期有效的监控管理是井下施工人员生命安全的重要保证措施，同时，矿井主要技术负责人一定要根据实际情况，依靠先进科学技术，采取各种措施不断地完善和强化顶板管理的相关制度，加大对顶板管理的力度，进行有效地顶板管理，最终才能提高作业环境与施工人员的安全。
参考文献
[1]张德荣，王芳苏.“三软”煤层采用普采和炮采生产工艺及顶板管理探究[J].教育科学博览（学术版），2013（4）.
[2]石明明，赵光明.浅析煤矿井下综采工作面顶板管理的主要策略[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（6）.
[3]邸向进，孙联军 倾斜煤层长壁回采工作面顶板管理的措施[J].煤炭技术，2012（3）.
【关键词】采掘工作面；顶板支护管理；锚杆支护；施工工艺
前言
煤炭开采过程中由于顶板断裂或冒落造成的人员伤亡、财物损失等事故，在专业上统称为顶板事故。顶板灾害发生频率高、影响范围广，耽误煤矿工期，是煤矿重大灾害之一。据统计分析，近十年内顶板事故占到各类矿井事故的1/2以上（如图1所示），可见，煤炭企业若要提高矿山安全指数，顶板支护管理是应着重考虑的因素和举措。众所周知，受采掘工作面内采掘影响，巷道围岩的原始应力平衡会遭到破坏，并且切向和径向应力会重新分布，采掘过程中或事后顶板都存在顶板坍塌危险，如果此时相关人员不能及时支护顶板，则可能发生顶板事故。笔者认为若能在巷道掘进或煤炭开采后采取顶板及时支护措施，则可有效避围岩失衡后引发的顶板事故。
1、影响顶板安全管理的因素分析
虽然我国对于如何加强顶板管理积累了不少经验，但仍有不少问题值得思考。
1.1 因地质变化和支护方式造成的冒顶事故
采掘工作面内顶板来压时后各点的支承压力不同，超出支护支架初撑力时容易引发冒顶事故，造成人员伤亡和设备损伤。其主要的影响因素有：1）由于巷道支柱型号不一，材料和结构不尽相同，造成支撑力也不会完全相同，此外不同巷道片断可能会采用不同的支护形式，当顶板来压时各支柱所承受的压力不均，容易引发支柱滑落失稳或推倒变形，最终形成顶板冒顶事故。2）地质变化引发的冒顶事故。根据现场经验，采掘工作面局部范围内可能存在岩石强度减小的现象，此时围岩稳定性降低、承载上方岩体能力差，工作人员若不给予足够重视，随着濡变效应的缓慢进行，上方岩体逐渐失稳导致顶板破碎进而引发顶板事故。3）放顶顺序安排不当造成的顶板事故。
1.2 上下出口特殊位置引起的顶板事故
作为我国最常用的回采方式，后退式开采可提前探明煤层赋存条件，但因为区段平巷预先掘出，其顶板暴露时间长，同时又因采煤工作面开内采动影响，顶板围岩容易失稳引起坍塌。上下出口这一情况更加严重，因为此处是采空区和巷道的连接处，暴露空间大，并且随着每个工作班组的掘进，工作面会每天逐渐往前推移，就会造成支架支了拆拆了再支的现象，此时很容易出现一系列的问题，主要是拆除受压的支架时，新支架交接时不能很快承受相应的压力。
2、掘进巷道时进行顶板管理应注意的问题
1）工作面支护。随着矿山机械水平的发展，我国范围内适合综采工艺的工作面基本实现机械化覆盖，顶板支护基本由液压支架独自承担。但需注意的是某些不适合使用液压支架的特殊情况下，应结合锚杆支护、金属网支护等工艺保证工作面顶板安全，使工作面回采工作正常接替。2）采空区处理。煤炭采出后会在支架后方遗留一大片空间，我们称这个空间为采空区。随着回采工作的不断进行，采空区面积不断扩大，需要采取一定措施管理好此片区域，根据多年经验的积累，我国多采用全部垮落法管理顶板。回柱放顶前应加强采空区前方顶板的支护强度，采用由里向外、由下而上的放顶方式，且至少保证两名现场工作人员跟进管理。若采煤和放顶同时进行，应保证足够的放采平行作业间距。3）敲帮问顶。工作人员在施工的前后要进行敲帮问顶，特别是在打眼放炮时必须要敲帮问顶，发现问题及时采取措施。4）放炮爆破前的检查。放炮前后一定要对放炮点前后10～20m的范围进行检查，一旦发生支护质量不合格，相关人员一定要从外向里处理，保证后路畅通。爆破后在没有支护的情况下严禁空顶作业。5）控制顶距，严格按照作业规范进行施工。工作人员在掘进施工过程中，如果发现顶板帽顶现象，需补打锚杆时，无相关经验的工作人员不要自行处置。正确做法就是，要找技术人员及经验丰富的班组长来进行妥善处理。
3、加强顶板管理的措施研究
1）严格按照矿井安全制度执行、发现问题及时制止。矿井施工人员要接受安全培训教育，严格按照操作规程、安全检查、交接班等制度进行工作。矿井工作由于巷道掘进工作的危险性，只有严格地执行相关的制度和规范，才能保证工作人员的生命安全，才能减少损失的发生。2）对煤柱应力分布及尺寸合理地确定。在矿井下巷道掘进时，合理地确定煤柱的尺寸是支护设计的重要部分之一，一般要首先分析能够影响巷道支护的主要原因，具体分析高应力的动静压、水平应力所引起的片帮、剧烈底鼓及冒顶及采动所引起的支承压力等。还要对煤柱上面的载荷进行全面综合的考虑以确定煤柱的尺寸，为巷道掘进工作的顺利进行打好基础。3）运用先进的技术提高管理水平。矿井下的技术在不断更新，因此矿领导要对本矿井内的一些设备及工艺进行及时调整，是做好井下巷道掘进时顶板管理重要的动力及手段，这对于井下煤层工作面的掘进工作特别重要。同时，围岩的复杂状况及其受力的状态也很需要运用各种科技手段进行动态的分析。4）强化对支护效果的监测。工作人员要长时间对支护进行监测，同时做好记录，发现问题及时上报，并及时维护处理，要建立和健全基层工作人员及全班组长的自检，每个工区区长及责任领导对区域内进行不定期地抽检及监测制度。对那些检测仪器与设备的正常运转进行检测，确保仪器与设备的完好运转，并做好相关的维护记录。工区主要负责人要对本区域巷道里，每隔一段距离就设立一个监测站，并安装相关的监测设备，以对巷道的掘进进行全程地监测和控制，进行科学、有效地顶板管理。
4、结语
对顶板进行长期有效的监控管理是井下施工人员生命安全的重要保证措施，同时，矿井主要技术负责人一定要根据实际情况，依靠先进科学技术，采取各种措施不断地完善和强化顶板管理的相关制度，加大对顶板管理的力度，进行有效地顶板管理，最终才能提高作业环境与施工人员的安全。
参考文献
[1]张德荣，王芳苏.“三软”煤层采用普采和炮采生产工艺及顶板管理探究[J].教育科学博览（学术版），2013（4）.
[2]石明明，赵光明.浅析煤矿井下综采工作面顶板管理的主要策略[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（6）.
[3]邸向进，孙联军 倾斜煤层长壁回采工作面顶板管理的措施[J].煤炭技术，2012（3）.