采煤工作面顶板管理及其措施研究

刘 峰，李栋浩

(郑州煤电股份有限公司告成煤矿，河南 登封 452470)

0 引言

随着浅部煤炭资源开采殆尽，进入深部开采已经成为了很多煤矿企业面临的实际问题，在深部开采过程中，做好采煤工作面顶板管理工作难度更大、要求更高，各种类型的顶板事故发生概率也出现了不同程度的增加。因此，对采煤工作面顶板管理及其措施进行分析有着较为重要的意义。

1 采煤工作面顶板分类

按照采煤工作面顶板位置来看，可分为伪顶、直接顶及老顶。按照顶板管理方式的不同，可以分为坚硬顶板、易垮落顶板、中等垮落顶板、塑性弯曲顶板，不同类型的顶板需要采取的顶板管理方式不同。

2 存在的主要问题

2.1 采煤工作面顶板管理理念较为落后

随着开采深度的不断增加，在深部采煤工作面整体的地质情况相对于浅部工作面开采有着较大的不同，传统的工作面顶板管理模式表现出较大的不适应性，特别是很多在浅部顶板管理工作中能够取得较好管理效果的管理举措，在深部采煤工作面顶板管理中并不能取得预想的管理效果，需要对顶板管理理念进行及时有效的调整。但是从现实情况来看，传统的顶板管理理念仍旧大量存在，导致顶板管理工作并不能取得较好的管理效果，也增加了采煤工作面出现安全事故的概率。

2.2 采煤工作面顶板管理人员总体素质相对偏低

采煤工作面顶板管理素质整体不够高，具体体现在以下几个方面：采煤工作面班组为追求任务的迅速完成，经常不顾实际强制要求工人加班赶工作进度，罔顾工作面开采规律，盲目追求任务完成，致使顶板管理中存在较大安全隐患。采煤工作面顶板管理人员的构成中，多数是农民工，文化素质普遍低下并且不固定，难以进行稳定的安全培训。管理人员安全意识缺乏，流动性大，这导致采煤工作面顶板管理难度加大。

3 提升采煤工作面顶板管理效果的相关措施

3.1 强化对采煤工作面的施工监管

由于井下地质条件复杂多变，在开采过程中，虽然对顶板条件进行了探测，掌握了一定的顶板地质情况，但由于受到地质复杂程度及探测效果等方面因素的影响，出现各种类型突发情况的概率相对较高。因此，为了更好地提升顶板管理效果，在开采过程中，应强化对采煤工作面的施工监管，重点是采集和研判开采过程中各种数据情况，对可能出现的顶板事故做好预防性措施，结合采煤过程的变化，制定出更为针对性的顶板管理措施，这对于确保顶板管理效果是非常关键的。

3.2 针对不同类型的顶板采取针对性的管理措施

不同类型的顶板需要的管理措施不同，因此，为了提升顶板管理效果，应当结合不同类型的顶板采取针对性的管理措施。①对于类拱式结构顶板。在进行管理时，应当采取“支与护”相结合的方式，通过加强支护实现对类拱式结构顶板的支撑，实现支架支撑力和岩石重量相平衡，强化顶板保护控制，通过增强管理顶板水平，防止出现由于较大的矿压而给采煤工作面正常开采带来安全威胁。②对于拱梁式结构顶板。在进行顶板管理时，应重点增强支护力度，通过较强的支护强度实现对直接顶岩石重量的有效承载，这个过程需要最大限度地减少老顶和直接顶之间的空间，支架顶梁需能够实现顶板的有效支撑，防止出现“死架”问题。③对于整体垮塌是顶板。该类顶板的特点是周期来压相对较小，但在工作面和裂隙形成平衡时，就会形成垮塌式结构。在对该类顶板进行管理时，应提前采取措施对顶板进行弱化，从而有效地减少放顶强度。同时，需控制工作面顶板出现的裂隙和工作面方向所夹的角度超过12°，对于控制工作面顶板稳定性非常关键。④对于梁式结构顶板，应注意工作面顶板控制的“支与让”，为了防止出现直接顶断裂的问题，应当选择使用放顶法做好顶板处理，利用可缩量支柱的调节性，推动梁式结构顶板和工作面直接顶相互适应，适当加大工作面推进速度，在周期来压之前完成工作面推进。此外，为了更好地提升工作面顶板管理效果，可充分利用在线监测压力的方式做好对工作面顶板的在线监测。具体实施时，可将在线监测压力表安装在采煤工作面顺槽中，同步进行工作面推进和顶板压力变化监测，并同步制作顶板压力变化曲线，技术人员根据顶板压力变化曲线直观地掌握顶板变形情况，为采取针对性的顶板管理策略提供出定量的数据支撑，这也是当前做好采煤工作面顶板管理工作的主要方向之一。

3.3 采取综合性采煤工作面顶板管理措施

随着矿井开采深度的不断延伸，单一的顶板管理方式，在很多情况下已经不能满足深部采煤工作面顶板管理需求，选择使用综合性采煤工作面顶板管理措施已经成为了必然。在具体实施中，首先，应从液压支架的工作阻力、初撑力等参数分析入手，在顶板得到控制的基础上，适当提升顶板控制强度，可选择使用高一级顶板下沉幅度支架。同时，注重采煤工作面矿压的观测，确保矿压控制在合理的范围内。做好液压支架的检修工作，保证液压支架支护质量，特别是对泵站出液压力应设定超过技术要求，确保支架能够提供出足够的支撑力，防止顶板出现直接离层量。若顶板出现了悬露面积较大的情况，没有顺利垮落，则应采取针对性强制放顶措施，可借助倾斜深孔爆破切槽完成。此外，在采煤工作面过断层或者其它地质构造时，应结合不同的地质构造，科学适当减少控顶的时间，并注重对工作面端头的支护。

3.4 加强对采煤工作面顶板管理人员的培训工作

采煤工作面顶板管理人员总体素质水平会直接影响到采煤工作面顶板管理效果。针对当前采煤工作面顶板管理人员综合素质相对偏低的实际情况，全面加强采煤工作面顶板管理人员培训工作非常关键。在具体培训过程中，应注重理论培训和实践培训相结合的方式，全面提升培训工作的实效性。在理论培训过程中，注意将当前取得较好培训效果的座谈会、交流会及专家讲座等方式应用到培训中，防止过多的应用灌输式培训。同时，注重实践培训对理论培训的强化，可根据理论培训内容，安排技术人员在取得较好顶板管理效果的一线进行参观学习，全面实现顶板管理人员综合素质的全面提升。此外，可将培训考核制度纳入到培训中，同时将考核与一线顶板管理人员的待遇水平相联系，全面提升技术人员参与培训的积极性和主动性。此外，还应当注重对采煤工作面顶板管理制度的完善，充分结合当前深部开采中顶板管理工作面临的新情况、新问题，找出传统顶板管理制度中存在的薄弱环节，以更为完善的制度推动各项采煤工作面顶板管理工作高质高效的开展。

4 结语

全面做好采煤工作面顶板管理工作对保证生产的可持续性和安全性有着非常重要作用。但是从具体管理工作开展情况来看，很多方面还有着较大的提升空间。因此，这就需要煤矿企业全面认识到做好顶板管理的重要性，科学合理地对工作面顶板进行分类，结合采煤工作面的实际开采情况，采取针对性的措施，全面提升采煤工作面顶板管理效果。