煤礦采掘工作面頂板管理問題及處理方法

煤礦采掘工作面頂板管理問題及處理方法

內(nèi)蒙古鄂爾多斯市017209Summary：煤礦開采的安全性是一個極其重要的指標(biāo)，也是目前人們關(guān)心的問題?；谶@種安全工作，采煤工作面作為井下作業(yè)的重要工作空間結(jié)構(gòu)，需要更好地關(guān)注提高這種空間結(jié)構(gòu)的安全效果。采煤工作面頂板是目前影響其開采安全的重要問題之一，基于這一點(diǎn)進(jìn)行深入研究和探索具有重要價值。Keys：煤礦；采掘；工作面；頂板管理；煤礦井下采掘過程中存在一系列的安全問題，其中，工作面頂板引起的安全問題是影響煤礦井下生產(chǎn)安全的重要因素之一，因此，煤礦采掘工作需要有嚴(yán)格的工作面頂板管理體系和辦法。對煤礦采掘工作面頂板進(jìn)行了概述，系統(tǒng)分析了煤礦采掘工作面頂板管理存在的多方面問題，最后有針對性地提出了加強(qiáng)煤礦采掘工作面頂板管理的方法，為促進(jìn)煤礦采掘工作的順利進(jìn)行和提升煤礦企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益提供些許參考。一、煤礦采掘工作面頂板管理存在的問題隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對煤炭資源的需求量與日俱增，使得煤礦采掘工作生產(chǎn)任務(wù)越來越艱巨。一些煤礦企業(yè)為了盡快完成生產(chǎn)量，或者是為了盡快獲取所需的經(jīng)濟(jì)效益，對工作面頂板管理的認(rèn)知不足甚至重視程度不夠。然而，在煤礦井下采掘過程中，工作面頂板管理與煤礦安全生產(chǎn)息息相關(guān)，很多采掘安全事故就是因為工作面頂板出現(xiàn)安全問題而引發(fā)的。因此，工作面頂板管理至關(guān)重要。1.頂板巖石和土層。在工作面頂板管理過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)頂板冒出等問題。這一問題與頂板巖石和土層的構(gòu)造性質(zhì)有很大的關(guān)系。在煤礦井下采掘過程中，一些工作面的頂板巖石和土層過于松散和柔軟，導(dǎo)致開采時工作面失衡達(dá)不到一個穩(wěn)定的狀態(tài)，且隨著開采力度的加大，這種工作面頂板會出現(xiàn)擠壓、扭曲、變形等問題，不僅不利于煤礦安全生產(chǎn)，對井下采掘施工人員的生命安全也構(gòu)成了很大的威脅。2.地質(zhì)構(gòu)造特征。在進(jìn)行煤礦采掘工作時，不可避免地受到井下工作面地質(zhì)構(gòu)造特征的影響。一方面，如果工作面頂板土層厚度較大，就會由于產(chǎn)生分力而使得頂板承受的壓力加大，久而久之就會導(dǎo)致頂板變形；另一方面，在煤礦井下采掘過程中，如果工作面頂板出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，采掘工作面就會產(chǎn)生各種各樣的相互作用力，進(jìn)而形成一種復(fù)雜的應(yīng)力，導(dǎo)致工作面出現(xiàn)一些巖石塊，影響工作面的穩(wěn)定性，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致工作面瓦解分裂，對煤礦生產(chǎn)安全造成不良的影響。3.各環(huán)節(jié)工作人員綜合素質(zhì)差。在煤礦安全生產(chǎn)作業(yè)中，工作人員是各個環(huán)節(jié)作業(yè)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。然而，在進(jìn)行采掘工作面頂板管理時，發(fā)現(xiàn)一些工作人員綜合素質(zhì)差，根本達(dá)不到作業(yè)的基本要求。有些工作人員安全意識差，不遵守生產(chǎn)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，而且部分工作人員只有識文斷字的文化水平，在采掘過程中并不能牢固掌握工作面的一些操作要點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)，導(dǎo)致工作面發(fā)生安全事故。4.巷道發(fā)生冒頂事故。煤礦采掘過程中需要不斷地采掘新的煤層巷道，而一些外界因素會對新的煤層巷道的采掘產(chǎn)生極大的影響。在煤礦巷道采掘過程中，會因為施工技術(shù)不合適、施工人員失誤等原因?qū)е虏删驎r發(fā)生冒頂安全事故，威脅井下采掘施工人員的生命安全，進(jìn)而導(dǎo)致采掘進(jìn)程受阻，煤礦企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益受到影響而下滑。5.工作面頂板管理體系不健全。在進(jìn)行煤礦井下采掘工作面頂板管理的過程中，其管理混亂，各個部門、各個環(huán)節(jié)、各個階段不能相互協(xié)調(diào)發(fā)展，且在出現(xiàn)安全事故時相互推卸責(zé)任，不能很好地監(jiān)督工作面頂板管理進(jìn)程，沒有一個健全的管理體系，降低了煤礦采掘工作面頂板管理的工作效率和質(zhì)量。二、頂板管理問題處理方法1.加固局部厚煤層頂板安全管理。煤礦開采過程中，加強(qiáng)局部厚煤層支護(hù)十分必要。科技發(fā)展及人們對于物質(zhì)能源日益增長的需求，使得煤礦作業(yè)的掘進(jìn)深度越來越深，導(dǎo)致煤層之間的壓力過大，煤巖層之間會發(fā)生離層現(xiàn)象，最終頂板會因為壓力過大而失去穩(wěn)定性。所以，在煤礦開采過程中，必須加強(qiáng)對局部厚煤層的支護(hù)程度，提高煤巖層的支撐力，盡可能地降低冒頂事故的發(fā)生。針對局部厚煤層進(jìn)行回采支護(hù)時，主要采用支撐能力較強(qiáng)的支護(hù)方式以減少或防止煤壁片幫發(fā)生幾率，其常用支護(hù)方式主要是：（1）構(gòu)造帶兩側(cè)支護(hù)方式。該支護(hù)方式控制范圍廣，支護(hù)能力強(qiáng)，穩(wěn)定性也比較高，操作性能更強(qiáng)。從實(shí)際施工角度來講，這種施工方式就是利用局部填充取代了跨落的煤層對頂板進(jìn)行管理，這種方式構(gòu)造的支架更加完整，進(jìn)一步提高了煤層的穩(wěn)定性；（2）木垛支護(hù)方式。這種支護(hù)方式具有支撐面積大、操作方便的特點(diǎn)，在支護(hù)過程中不受高度影響，被廣泛應(yīng)用。隨著高度不斷增加，煤礦礦壓異常尤為明顯，其支柱的穩(wěn)定性也越來越差，中心位置可能因此而發(fā)生移動，導(dǎo)致傾塌或煤壁片幫問題出現(xiàn)，因此在實(shí)際支護(hù)中應(yīng)因地適宜，選擇合適的支護(hù)方式對頂板進(jìn)行加固處理。2.工作面穩(wěn)定煤層的頂板安全管理。煤礦采掘過程中，必須按照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)逐步作業(yè)，尤其對于工作面的穩(wěn)定煤層，務(wù)必加強(qiáng)安全防護(hù)工作。在支護(hù)過程，支架類型的選擇要確保質(zhì)量合格，以保證頂?shù)装褰訉?shí)，防止支護(hù)不牢固而造成崩塌事故。在工作面的放炮作業(yè)中，必須在放炮前做好準(zhǔn)備，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對放炮位置周圍10m-20m的范圍進(jìn)行檢查，一旦有支護(hù)方面的質(zhì)量問題，必須立即與相關(guān)人員處理。頂板的支護(hù)問題處理是一個由內(nèi)向外的過程，一定要保證后路暢通。工作面爆破以后，要及時支護(hù)，避免空頂作業(yè)，對于井下掘進(jìn)工作，若存在冒頂問題，必須采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施，并且要有經(jīng)驗豐富的人員進(jìn)行指導(dǎo)。放炮過程中，必須做好防護(hù)工作，避免傷亡。3.掘進(jìn)工作面與巷道頂板的安全管理辦法。煤礦采掘工作中，頂板管理必須要引入各項新技術(shù)，如大跨度的疊加支護(hù)、支護(hù)工藝、錨索支護(hù)等。其中大跨度支護(hù)工藝主要應(yīng)用于重型設(shè)備和工作面較大的回撤及安裝空間。這種工藝有效地簡化了施工工藝，縮短了安裝工期，優(yōu)化錨桿支護(hù)的不足，不僅作業(yè)時間短，而且工序有所增加，加快了掘進(jìn)速度。針對掘進(jìn)工作、巷道頂板的管理工作主要從以下幾個方面人手：（1）應(yīng)對光爆錨噴技術(shù)及“三小”技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用，該技術(shù)適用于硬巖巷道與軟巖巷道；（2）根據(jù)巷道穩(wěn)定性與錨桿長度進(jìn)行選取。當(dāng)巷道頂板為泥頁巖時，掘進(jìn)頭30m將會在0．8m左右范圍內(nèi)松動，如果巷道頂板是泥炭質(zhì)頁巖，頂板應(yīng)該預(yù)留1．6m左右的范圍松動，如果是10m處巷道比較穩(wěn)定，砂巖巷道頂板就會存在1．1m左右的松動。在實(shí)際操作過程中，出現(xiàn)以上任何一種情況，都必須要確保錨桿具有20kN～50kN的錨固力，確保前探梁的應(yīng)用。另外除一些堅硬巖石及石灰?guī)r頂外，在巷道掘進(jìn)迎頭時都應(yīng)使用前探梁。4.提高工作人員專業(yè)素養(yǎng)。在煤礦的整個管理過程中必須要堅持“以人為本”的原則，施工過程中必須重視對施工人員的教育和例會管理，提高員工的責(zé)任感。對員工展開定期培訓(xùn)，提高員工的綜合素質(zhì)，確保員工在施工過程中正確把握每一個環(huán)節(jié)的施工要點(diǎn)，提高安全性和專業(yè)度，使管理更加可靠?？傊?，在煤礦井下采掘過程中，工作面頂板安全管理十分重要。因此，在以后的采掘過程中，要根據(jù)實(shí)際頂板管理中存在的問題提出解決辦法，可以通過建立健全的管理體系、提高工作人員綜合素質(zhì)、制訂獎懲制度等，進(jìn)一步加強(qiáng)對煤礦采掘工作面的頂板管理，提升管理質(zhì)