邵国飞

【摘  要】在煤炭开采过程中，为有效控制顶板，保证正常生产，需要对综采工作面顶板进行支护管理。论文通过阐述综采工作面顶板冒顶原因，分析综采工作面顶板的支护技术，提出预防综采工作面顶板事故的措施，为组织开展综采工作面作业提供参考。

【Abstract】In the coal mining process， in order to effectively control the roof and ensure the normal production， it is necessary to support and manage the roof of fully mechanized coal mining face. This paper expounds the reasons of roof caving in fully mechanized coal mining face， analyzes the supporting technology of roof of fully mechanized coal mining face， puts forward the measures to prevent roof accidents in fully mechanized coal mining face， and provides reference for organizing and carrying out operation in fully mechanized coal mining face.

【关键词】顶板支护;综采工作面;安全生产

【Keywords】roof support; fully mechanized coal mining face; safety production

【中图分类号】TD355                               【文獻标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）09-0192-02

1 引言

在煤矿生产作业中，确保综采工作面安全是煤矿企业安全生产的关键。通过对综采工作面顶板支护进行全方位的安全管理，可以充分发挥综采设备的效能，实现煤矿的稳产、高产，进一步提升煤矿企业的经济效益。

2 综采工作面顶板冒顶原因

在组织开展煤矿综采作业时，由于综采作业属于井下作业，导致煤矿内壁会发生不同程度的变化，出现片帮，深度一般为1～2m。在这种情况下，如果原来的顶板承受的压力过大，进而在一定程度上使得顶板出现下沉，导致直接顶板出现破碎损坏的现象，进一步造成工作面的内壁、两端等出现冒顶，引发安全事故。在煤矿保护方面，位于顶板下方的液压支架同样发挥着重要的支撑作用，对于液压支架来说，如果顶部的压力超过自身的承受极限，或者液压支架质量不合格，就会导致液压支架无法发挥支撑顶板的作用，造成顶板下沉，引发冒顶等安全事故。基于此，液压支架在进入现场前，以及组装后，需要进行严格的检测与鉴定，否则直接影响煤矿安全作业的顺利进行。

由于煤矿作业基本都在地下进行，面对复杂的地下环境，各综采点承受不同的压力。在实际布置顶板的过程中，需要重点关注两端三角附近的支撑点，这些支撑点容易发生冒顶事故，并且引发的安全事故也较为严重。在实际开采过程中，如果矿井深度较深，无形中会增加井下作业环境的恶劣程度，一旦出现煤层坍塌现象，坍塌的煤层就会砸落到顶板上，进一步破坏顶板，使得顶板丧失原有的支撑作用，直接威胁到开采人员的生命安全。

3 综采工作面顶板的支护技术

3.1 选择优质的液压支架

在实施井下综采作业时，液压支架是保证综采工作顺利进行的基础，借助液压支架可以提升井下地质环境的稳定性，保证作业人员的安全，确保煤矿开采作业顺利进行。在选择液压支架的过程中，需要对地质环境、承受重量、开采高度等因素进行综合分析，在估算承受重量方面，可以借助岩重法，通过观察岩石特性，推算岩石的重量，或者利用液压支架在相似的工作面板上进行测试，以确定实际的吨位，通过对吨位进行调整，确保吨位的合理性，同时需要分析顶板下沉产生的影响，通过对各项影响因素进行综合分析，选择合理的支架吨位。对于开采高度，根据实践经验，煤层高度一般低于3.5m，除去顶板下沉的高度，通过实际测量可以确定支架的高度范围。在实际综采中，如果支架过高或过低，都会对支架的支撑作用产生不利影响。在组装完支架的过程中，还要考虑巷道通风问题，否则会影响开采速度，进而威胁井下综采作业的安全性。

3.2 处理采空区

随着煤炭资源的不断消耗，许多煤矿已被开采完成为采空区，对于这些采空区如果不进行合理的处理，就会造成安全隐患，同时也会影响回采工作。在采空区处理方面，一般采用整体垮落法、填充法等对采空区进行处理，在操作成本方面，整体垮落法的优势非常明显，所以在采空区处理中应用较为广泛。对于采空区来说，移走支架后，在重力的作用下，老空的顶板会发生整体塌落，有时也会出现部分塌落的现象，对于部分塌落现象，需要人工通过爆破方式对采空区进行人为塌落处理。与整体垮落法相比，填充法处理成本较高，而且效果不理想，主要应用于整体垮落无法处理的地方。

3.3 过断层顶板支护技术

在实施机械化采煤过程中，当采煤机通过断层顶板时，需要支架与采煤机相互配合，及时将支架移动到顶板下方，在移动支架的过程中，要一次准确地将顶板支起到合适的高度，避免反复支起顶板造成对顶板的破坏。利用采煤机开展割煤作业时，需要及时做好顶板拉架工作，充分保护顶板，防止顶板发生脱落。对此，可以借助玻璃钢锚杆对煤帮进行支撑，同时确定合理的开采高度，避免采高过高造成采煤机循环进尺，导致顶端缺乏支撑，出现空白煤层引发意外事故。在开采过程中，为提升新开煤层的稳定性，需要对两端的切顶线处进行支撑处理，保护顶板破碎的地方，避免出现顶板无支护盲区。

3.4 合理布局

对于煤炭开采企业来说，在布置开采工作前，需要设计人员科学规划设计开采点，并结合开采点的实际情况，如地形、岩层等，制定出科学、合理、可行的工作面布置方案，在对通风、降水等影响因素进行综合考量后制定出最佳开采工作布置计划。通过对工作面进行科学规划，一方面可以提高开采工作的安全性，另一方面可以减少作业中潜在的困难。

4 预防综采工作面顶板事故的措施

在煤炭开采中，为避免综采工作面发生顶板事故，一般可以从以下方面着手：

①对矿井地质工作加强勘测，全面详细地掌握回采工作面的顶、底板、采区的水文、地质结构，通过制定针对性的措施，最大限度防止综采工作面顶板事故的发生。

②编制科学、合理的工作面作业规划，并组织技术部门对作业规划进行会审，同时对工作面作业规划进行优化。在实际作业过程中，如果需要调整工作面作业规划必须给出安全措施，并报主管领导批准。

③严把支护设备质量关，并设置相应的压力表，实施监测工作面支护质量，并制定相应安全保护措施，确保综采作业安全进行。

④提升工作面支護质量，防止挤架、咬架等，对支架间隙进行严格控制。

第一，当支架间隙超过300mm时，采用单体柱架以一梁二架的方式进行处理。第二，当支架间隙超过500mm时，需要在平行工作面的支架前梁上设置圆木，并采用一梁二架的方式进行处理。第三，当支架间隙过大，需要采用大板棚的方式进行支护。第四，当支架间隙超过1.5m时，需要进行补架处理。

⑤在综采现场，严格执行《安全规程》的相关要求，对顶板加强管理，严格把控支护质量。

⑥当综采现场出现顶板破碎、煤墙片帮时，需要朝前移架，及时进行移架护顶处理。

⑦严格落实敲帮问顶制度，在作业现场回撤工字钢棚、十字顶梁时，需要对顶板的完整进行检查，如果顶板存在离层、掉顶等问题，需要遵循先替后回的原则进行处理。在处理冒顶事故时，需要对现场进行清理，确定好退路，稳定好顶板后，组织有冒顶事故处理经验的工人进行处理，同时安排专人进行监护。

⑧工作面上下端及安全出口管理。

按照《煤矿安全规程》的相关要求，对工作面上下端及安全出口进行合理设计：

第一，安全出口与巷道交接处，必须在20m范围内进行支护，巷道高度严格控制在1.6m以上，对于机械化采煤工作面，巷道高度严格控制在1.8m以上，并且安排专人守护安全出口，如果支架出现断梁折柱现象，需要及时更换。

第二，采用端头架的方式对综采工作上下端头进行管理，采用2～3组排头、排尾架对端头架与中间架进行过渡管理。作业现场的人行道宽度不得低于0.7m，对于人行道上的浮煤、杂物等要及时清理，移架后及时设置逼帮柱，并按照0.8～1.2m的间距沿煤壁设置逼帮柱，进一步对外帮煤壁进行安全管理。

5 结论

在组织开展煤矿开采作业时，各项工作需要将安全放首位，对于综采工作面的布置要严格完成，通过选用合理的液压支架，杜绝每一处的安全隐患，只有这样才能防止煤矿开采面发生安全事故。开采工作需要以安全为前提，所有支撑保护工作完成后，才能进行开采作业，最大限度降低风险。同时，建立健全监管机制，将安全开采工作落实到实际行动中，从根本上确保煤炭开采持续发展。

【参考文献】

【1】杨尚，宁建国，商和福，等.浅埋煤层综采工作面回撤通道顶板支护技术研究[J].煤炭工程，2019，51（11）：69-73.

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【3】张明怀.对综采工作面巷道端头区域顶板支护技术的改进[J].科技展望，2016，26（03）：166.