煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析
摘 要：随着社会经济的发展，煤炭作为我国的主要能源，其总需求量一直在呈不断增长趋势。在煤矿采掘中，安全是开采所首要考虑的问题。煤矿采掘工作面顶板最易发生安全事故，必须加强管理。下文主要论述了煤矿采掘工作面顶板管理出现的问题以及相应的解决措施。
关键词：煤矿采掘；工作面顶板管理；措施
煤矿开采的危险性系数较大，当前主要开采方式为井下开采，露天煤矿越来越少。在煤矿开采中，必须加强安全管理，尤其是采掘工作面的顶板安全管理，更为重要。据不完全数据统计，每年我国发生的煤矿安全事故中约有40%的安全事故起因都是顶板出现问题。故此，做好煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理相当重要且必要。
1 煤矿采掘工作面顶板管理问题
1）巷道连接处的冒顶问题。井下开采时必须挖掘巷道，在巷道开采与运输时有许多需要注意的事项。特别是交叉点施工难度相当大，通常需要在老巷道一侧进行开帮。故此，就需要用大棚子或者抬棚来代替原有的旧棚子，在顶部出现一些与岩体无关的岩块。由于搭设的新棚子强度不是很足，所以顶部岩块在向巷道移动过程中容易发生冒顶事故。
2）巷道掘进引起的冒顶问题。因受到地质条件的影响，比如底下围岩结构较为复杂，在巷道开采中必须做好支护工作。在掘进破岩时，连接岩体与顶板的岩石很容易塌落，如果这个时候没有采取安全的支护措施，或者支护的承载力不足，则必会引起顶板坍塌问题。此外，支护顶部时也会有连接岩体的岩石，一旦支护起不到应有的作用，则顶板很容易垮落。
3）放顶线周围的冒顶问题。顶板会在不断掘进开采中越来越下沉，最终由许多大块游离岩块形成。回柱作业进行时，岩块会随着移动，致使本就不够牢固的支护受到影响加大发生事故的概率。特别是在拆除最后一根柱子时，若顶板冒顶，很容易影响作业人员的生命安全。
4）顶板破碎带的冒顶问题。在工作面采掘作业中，机器会发生一定程度的移动，且在进行拆除原有的支护结构时甚至可能会引起松动现象，因回采工作面连接处的支护初撑力比较小，难以控制顶板的安全，致使顶板坍塌断裂。故此在进行采掘作业需要移动机器时，应该结合掘进的实际状况逐一排除棚腿，同时做好安全防护工作，降低冒顶事故的发生频率。
2 煤矿采掘工作面顶板管理措施
2.1 加强巷道和掘进面的顶板安全管理
要大力推广“三小”和光爆锚喷技术。在全煤巷道，无论是软岩巷道抑或硬岩巷道，都应该使用此技术。此外，要按照锚杆长度以及巷道的稳定性来选择松动范围。例如，若巷道的顶板为泥页岩，则需要在超出掘进头30米距离处趋于稳定有0.5～1.2米的松动范围，锚杆锚固力维持在20kN～40kN之间。同时要确保使用前探梁。除一些较为坚硬的石灰岩顶和岩石外，在巷道的掘进迎头时均需使用前探头。
2.2 加强棚顶的顶板安全管理
棚顶的顶板安全管理方式是由端面距长短与煤层顶板冒落高度两个条件共同决定的。通常情况下冒高与端面距为1米左右，可以临时在塌冒区钻眼插钢针来做粗略的棚顶工作。但若端面距与冒落高度其中任何一项超出安全允许指标时，就必须在机炮道内的棚顶来展开作业，与此同时，需要注意预防片帮或者“零片”对作业人员造成伤害。由冒落区一侧出发，在刮板输送机挡煤板外侧设置2～3个工字钢梁，一侧与煤壁相顶且与采高相等，随之进行敲帮问顶，直至顶板压力变化幅度不大时，于悬臂梁的煤壁附近提前放置一根长方木，要与煤壁相平行，并根据端面距的长短选择置顶的高度，最后在与煤壁平行处搭设一层长方木。为了预防顶板的二次冒落，需要在机炮道内设置单体液压支柱，以免发生事故砸翻钢梁或者木料。
2.3 加强局部厚煤层的顶板安全管理
巷道掘进时经常在作业面遇到厚煤层，会发生较为明显的矿压异常。致使煤岩层之间形成离层，加之煤壁的稳定性减弱、顶板的压力增大，顶板很容易出现形式不同的冒落现象。故此，必须事先提高支护等级，再回采厚煤层。用于回采厚煤层的支护方式主要有两种：其一，木垛支护。木垛支护方式支撑面积大，操作方式简单，几乎不受支护高度的影响，故此应用极其广泛。矿压异常随着高度的不断增加越来越明显，支柱稳定性越来越差，中心位置极有可能因此改变或者移动，乃至倾塌，致使煤壁片帮出现。其二，构造带两侧支护。构造带两侧支护方式可控范围较广、便于操作、稳定性好、支撑力强，在实践中应用也较为广泛。构造带两侧支护方式的原理是利用局部充填法替代其他的垮落法，转化使用构造力，挑落破碎层，支撑完整层，实现对顶板的安全管理。在实际作业中，应该根据具体情况选择适宜的支护方式，加固顶板。
2.4 稳定煤层的顶板安全管理
在煤矿实际开采中必须严格根据国家相关标准规定落实每一步操作步骤。特别是在工作面的稳定煤层，必须加强对顶板的安全防护。支护等级必须符合相关要求，要确保支护的牢固与整齐，质量要合格，且要与顶底板接实。同时要做好定期检修工作，以免质量出现变化。应该按照正确的方式使用出口支护、端头支护以及贴帮支护。要重视作业面的初次放顶工作，有机结合各个环节。在放顶前要做好安全防范准备，并实行责任制。此外，调度牌的作用也不可小觑，必须做好相关管理工作。此阶段作业完工后，还需要运用顶板动态仪进行观测其压力变化情况，并按照观测结果采取相应的对策，以降低冒顶事故的发生概率。
3 结语
顶板支撑力不足、顶板垮落等顶板问题直接影响煤矿安全生产，直接威胁煤矿工人的生命安全。相关作业人员必须提高安全意识，不断完善施工技术，确保各个施工环节之间紧密衔接，切实提高煤矿开采质量与效率。
参考文献：
[1] 时永峰.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014，12：107-108.
[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，2015，07：289-290.
[3] 荆随旺.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理策略研究[J].科技风，2015，20：155+159.
[4] 张学旗.对煤矿采掘工作面顶板管理问题的研究[J].技术与市场，2014，01：121+123.
[5] 李育智.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理方法探析[J].企业改革与管理，2014，18：165.
