顶板管理在采煤安全管理中的应用分析

顶板管理在采煤安全管理中的应用分析

童苗苗 白晓明

陕西建新煤化有限责任公司 陕西省 延安市727300

摘要：在煤炭开采过程中，工作面顶板发生事故的概率很高。若不及时防范顶板事故，会给煤矿带来较大的经济损失。详细分析了引发顶板事故的原因、发生特点、类型，提出了采煤工作面顶板事故防治与保护措施，确保采煤作业顺利开展。

关键词：顶板管理；采煤；安全管理；应用分析

引言

矿井采煤工作面顶板事故是矿井生产中无法避免的问题之一，防止和减少顶板事故对保障矿井生产安全和稳定运行至关重要。但是，顶板事故的实际防治会受到矿井地质条件、人员素质、设备水平等限制因素的影响。在矿井地质条件不利的情况下，防治策略的实施效果会受到很大限制；人员素质方面，如果工作人员缺乏足够的安全意识和技能水平，防治策略的实施效果也会受到较大的影响；设备水平方面，如果设备性能较差或维护保养不到位，防治策略的实施也会受到一定的限制。

1采煤工作面顶板事故类型及特点分析

1.1采煤工作面顶板事故类型分析

1.1.1推垮型冒顶事故

采煤工作面顶板事故的主要类型是推垮型冒顶事故，约占煤矿事故的50%。根据顶板事故的性质可分为两种：冲击推垮型冒顶事故。该事故类型多发于煤层顶板出现直接分离状况，一般有两种表现形式，一种是下位分层先离层，断裂成为大块游离顶板；另一种是上位分层先离层，同样出现大块游离顶板。复合顶板推垮型冒顶事故。由于复合顶板中的煤层成分有较大差异，平均厚度较小，使复合顶板的支护强度不够，且与开采要求存在差异，同时受到矿山对该部分的压力，极易出现复合顶板推垮型冒顶事故。

1.1.2压垮型冒顶事故

尽管压垮型冒顶事故在采煤工作面出现的概率只

有7%左右，但该类事故破坏性极大，一旦发生压垮

型冒顶事故，会对整个煤矿开采工作造成较大影响，

对井下工人和设备都会造成威胁。并且，引发该事故的主要

因素有老顶初次来压、周期性来压。

1.1.3漏垮型冒顶事故

漏垮型冒顶事故一般发生在破碎岩层、板顶较松的地方或胶结性差的再生顶板上，还易发生在托伪顶上。在煤矿施工过程中，一旦到达断层破碎带时，若未对顶板进行封顶和护顶，采煤作业面很容易出现掉渣抽空、大体积矸石破顶现象，还会损坏支护设备，并对井下工作人员安全造成威胁，导致煤矿企业经济损失严重。

2矿井采煤工作面顶板事故的成因

矿井采煤工作面顶板事故是指在采煤过程中顶板的失稳、垮塌或坍塌等意外事件。事故产生的原因很多，主要与以下几方面密切相关：煤矿地质条件是影响顶板稳定性的重要因素，例如煤层厚度、倾角、构造等；采煤技术也是影响顶板稳定性的关键因素，例如采高、采煤方式、掘进速度等；局部水文条件和工作面支护形式也会对顶板事故的发生产生重要影响。顶板事故具有突发性、不可预测性和迅速蔓延性，一旦发生，往往会给矿山生产带来重大危害，造成设备损坏、人员伤亡等。因此，科学有效地预防和控制顶板事故成为当前的重要工作。

2.1煤矿地质条件较为复杂

通常情况下，中国的煤矿大多数处于地质条件比较复杂的区域，并且近年来中国的煤炭需求量呈逐年增加的态势，需要提高对采煤工作面顶板安全的重视程度，以免事故发生。为了提高采煤量，各大煤矿企业的开采力度越来越大，开采深度也必然随之增大，多次采掘会导致顶板的支护条件越来越差，久而久之增大了顶板事故发生的风险；此外，为提高回采率，矿企也会选择开采一些初期遗留的煤柱、余煤、边角煤等，以提高产煤量，在回采过程中不可避免地会对顶板进行再次扰动，导致顶板破碎程度增加，事故率提高。如果不及时采取有效的应对措施，就有可能在开采过程中由于某一点应力的突然变化而发生严重的顶板事故。

2.2生产管理力度不够

煤矿生产管理力度不足，会使煤矿生产过程中存在不易被发现的安全隐患，因此它也是导致顶板事故发生的主要因素之一。煤矿生产管理力度不足的根本原因是煤企更多地注重煤矿的开采效率，追求经济效益的同时却忽略了生产安全管理。煤矿开采过程中任何一个不规范的操作，都有可能导致顶板支护事故的发生，再加上作业人员自身的安全素养参差不齐，安全意识短板较多，对顶板事故的一些征兆没有正确的认识，尤其是对一些备用工作面、巷道的检查力度不够或巡查周期过长，这都在一定程度上提高了顶板事故的发生概率。

2.3安全技术管理水平较低

煤矿生产过程中，由于技术管理人员水平参差不齐以及对现场情况一知半解，他们对相关安全规程进行更改的随意性较大，虽然相关安全规程应该随着煤矿生产实际情况的变化而进行修改，但是实际修改过程中因为缺乏科学合理的论证和实验，一些内容出现了重复、混乱、抄袭的问题，这些因素都会在一定程度上为煤矿的安全生产带来隐患。再者，煤矿安全技术管理人员的流动性较大，并且对工作的交接也较为随意，这也在一定程度上阻碍了安全技术管理工作的稳定、有序进行。

2.4顶板管理的手段较为落后

随着开采深度的不断增大，地质结构越来越复杂，传统的顶板管理手段已经无法满足煤矿生产的发展需要。但是从目前来，还有很大一部分煤矿企业在顶板管理工作中使用一些较为老旧的、无法满足煤层开采实际需求的观测设备、支护手段及支护材料，这在一定程度上增加了煤矿开采的安全隐患。另外近几年来煤矿企业效益下降，企业为了保证自身的经济效益，会减少对顶板管理方面的投入，导致开采过程中遇见的一些顶板管理问题，因没有充裕的资金引进先进的设备及技术而无法得到充分解决，这也在一定程度上增加了顶板管理的安全隐患。

3采煤工作面顶板事故防治与保护措施

3.1顶板事故防治措施

在综采工作面冒顶事故实际运用过程中，为确保防治措施的使用效果，应提升支架的初始支撑力。因此，在工作人员设计支架时，应将侧板适当加长，且合理运用该侧板；还要添加内向伸缩前探梁，使支架在实际应用中的支撑效果达到最佳。在采煤机具体应用时，要合理使用探梁，保障煤矿整个的安全性与稳定性。从客观情况来看，一旦破碎顶的范围较广，就难以实现控制，应结合具体施工状况，对破碎顶板及两帮进行有效加固和支护，降低冒顶事故发生概率。一般情况下，在实际采煤工作中，应选择合适的循环工作模式。在整个操作过程中，必须严格按照规范制度执行，有效减少高空作业。此外，还应引入先进的技术手段，对顶板状态进行实时监测，及时发现问题并解决。

3.2顶板事故保护措施

为了有效减少顶板事故，应在早期对采煤工作面地质条件进行检测。在检测时，工作人员应详细分析其数据信息及地理环境，要熟悉采煤作业区域顶板和底板地质条件。针对部分构造较小的采煤区，要结合实际开采煤层的条件特点和变形规律进行调整，从而选择合理的开采方式，运用科学合理的技术有效避免与预防顶板事故的发生。此外，对于有特殊地形的采煤区域，工作人员必须高度重视开采安全，应在施工前做好地质结构勘测工作。

结语

综上所述，提出了一系列矿井采煤工作面顶板事故防治策略，包括加强地质勘探、选择合适的采煤方法和提高支护质量等措施，这些措施有效降低了矿井采煤工作面顶板事故的发生率和事故损失。需要在实施防治策略的过程中充分考虑不利因素的影响，并采取相应的措施加以克服。例如，在地质条件不利的情况下，需要对矿井地质进行深入研究，并适时采取相应的支护措施；在人员素质方面，需要加强员工安全教育和技能培训；在设备水平方面，需要加强设备维护保养和设备更新等。

参考文献

［1］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（2）：11-12.

［2］潘小虎.特殊地质条件煤矿开采掘进工作面顶板管理［J］.中国石油和化工标准与质量，2019，39（21）：78-79.