煤矿井下开采中的采面顶板管理分析.pdf

- 243 - 探索研究科学大众Popular Science2020年08月 煤矿井下开采中的采面顶板管理分析 平顶山天安煤业股份有限公司二矿 黄鑫 摘 要 由于煤炭资源与供热以及发电都存在密切关系， 煤矿 开采受到越来越多的关注， 其中 ， 井下开采安全问题更加受到 社会的广泛重视。 在诸多煤矿井下开采事故中 ， 采面顶板事故占 有很大比例， 因此需要加强研究， 减少煤矿井下开采中的安全 事故。 文章从井下采面顶板管理工作相关内容入手， 讨论采面 顶板的分类， 分析煤矿井下开采中采面顶板出现事故的原因， 分 析如何加强煤矿井下采面顶板管理工作， 希望可以为煤矿开采 管理提供帮助。 关键词 煤矿井； 开采； 采面顶板； 管理 在煤矿开采的过程中， 导致安全问题的重要原因在于操作 不科学或者管理不到位。 煤矿开采安全事故都将造成一定的人 员伤亡和财产损失， 在诸多煤矿事故中， 顶板安全事故占有很 大比例， 所以， 必须采取有效措施预防煤矿顶板事故。 1 井下采面顶板管理工作相关内容 采煤工作面板的质量直接关系到煤炭开采工作的进程， 也 关系到开采人员的生命安全。 由于采面顶板的状况也在发生变 化， 所以对管理工作带来很大挑战， 这就要求管理人员加强对 采面顶板的安全管理， 加强现场控制， 以此保证采煤过程的安 全。 通常来说， 采面顶板事故是多种因素共同导致的， 并且有一 定预兆性， 因此， 开采人员可以通过相关的征兆来判断是否处 于危险环境当中， 以此减少人员伤亡。 2 采面顶板的分类 采煤工作面顶板根据冒落的难易程度分为以下几种， 包 括松软顶板、 坚硬顶板以及可塑性弯曲顶板。 通常， 采煤工作 面顶板位于煤层上方的多个岩层当中， 由于在不同空间层位， 并且各具特点， 又将工作面顶板分为伪顶、 直接顶、 老顶。 其 中， 伪顶所处位置主要包括泥质岩层和碳质泥岩， 厚度处于 0.30.5 m， 通常随开采多页面的推进会出现掉落， 允许暴露 面积为58 m2， 一般暴露时间不足20 min。 直接顶位于煤层 或者伪顶的上部， 主要的组成成分包括粉砂岩层、 粉砂层、 煤 层互层、 砂页岩层和泥质砂粉岩层， 一般厚度在310 m， 相较 于伪层稳定性更强， 经常在回采作业过程中出现掉落。 老顶 位置在直接顶的上部， 厚度普遍大于5 m， 整个岩体具有良好 的完整性， 并且节理裂隙不会发育， 具有一定规律的初始压力 和周期压力。 3 煤矿井下开采中采面顶板出现事故的原因 3.1 采煤地质的影响 由于采煤所处位置具有明显的变化， 采煤活动会受到地 质构造影响， 也正是该原因导致安全事故不能被预测， 所以要 按照地质构造的改变采取科学的管理方法。 比如， 在煤炭层出 现断层情况时， 就会在断层内部出现断层泥， 断层泥在水的影 响下会变软， 将对煤炭开采作业面的稳定性带来严重影响， 导 致出现坍塌以及岩石破碎的情况， 对顶板的支撑造成严重干 扰， 施工人员也处于十分危险的境地。 3.2 采煤方法不科学 在对工布置作面的过程中， 由于所受的水平应力较大， 这 种情况会造成煤矿开采时工作面的顶板应力猛然加大， 进而 诱发顶板事故， 究其原因在于设计工作面的过程中忽视构造 应力对煤层开采的不利影响， 一般来说开采煤矿的过程中， 工作面两端会预留较大的空间， 使得工作面的中间部位容易 出现较大的应力集中情况， 一旦应力超过顶板的承载力就会 导致顶板断裂。 4 如何加强煤矿井下采面顶板管理工作 4.1 提升开采工艺技术 为了保证开采的安全以及开采效率， 煤矿企业需要定期对 开采人员进行培训， 在通过相关考核后才可以上岗。 同时， 要制 定系统的考核机制以及培训制度， 保证在采面顶板作业时明确 施工工序和施工工艺。 此外， 煤矿企业还要为作业人员提升施 工水平提供条件， 比如， 利用信息技术对作业环境进行勘测。 4.2 加强施工安全管理 在煤矿井下开采中， 由于环境闭塞、 空气流通性较差， 加 之地下结构持续处于不同程度的变化， 要求作业人员和管理 人员都树立高度的安全意识。 在每次作业完成后， 管理人员要 对作业现场的实际情况进行排查， 详细记录； 在交接班的过程 中， 掌握工作面顶板的详细状况， 要说明作业进度以及需要注 意的事项， 进而为可能发生的突发情况提供处理方法。 在安全 管理的过程中， 还需要对支护的质量进行检查， 达到支护要求 后才可进行作业。 4.3 科学选择支护方法 合理的支护方法是保证采面顶板管理工作有效进行的关 键。 在选择支护措施的过程中， 主要考虑力学因素包括支撑力 和阻力， 并且结合作业实际高度、 顶板的沉降和变化幅度、 煤 层的储藏结构确定支护形式。 在巷道的支护方式确定上， 主要 考虑到采面顶板的稳定性， 科学的巷道支护可以减少采面顶部 下窜矸石。 此外， 对地质构造异常区域， 需要在液压支架上铺 设金属网， 避免岩体掉落在作业区。 4.4 地质构造带的支护 首先， 需要做好地质的预测和预报， 利用先进的勘测技术 对煤矿的四周构造进行分析， 进而制定出应急预案。 其次， 要 加强现场管理， 要求作业人员戴好防护措施， 对开采中可能遇 到的安全问题加以重视， 不论是作业人员还是管理人员都要 严格遵守管理制度。 为了保证支护作业的安全性， 需要经验丰 富的管理人员进行现场指导， 对作业的时间和区域进行严格控 制， 之后对作业区域进全面检查。 4.5 加强采面顶板的管理 在煤矿井下作业往往会受到开采空间狭小的影响， 所以在 采面顶板的管理中更加需要对作业环境加强观察， 利用煤矿压 力连续记录仪分析矿井内部的压力变化， 然后采取相关的预防 措施。 4.6 做好安全出口的管理 对作业面的上下出口需要加强管理， 配置管理人员对出入 口进行安全检查以及开展日常的维护工作。 如果采面顶板的位 置特殊， 更加需要加强支护保护， 定期开展检查工作， 及时发 现和解决顶面板问题。 此外， 要保证逃生通道的畅通， 及时进 行疏散。 5 结语 矿井下的采面顶板管理十分关键， 直接影响着开采进度以 及施工安全， 所以要加强安全管理意识， 制定出系统的管理措 施， 进而促进我国煤矿开采事业的健康发展。 [参考文献] [1]陈强.煤矿井下综采面顶板管理技术研究[J].中国化工贸易， 2019（9） 98， 101. [2]张功.现代煤矿回采工作面矿压及顶板管理分析[J].现代矿 业， 2019（6） 262-263.