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[摘 要]总所周知,煤矿行业是高危行业,煤矿的大部分生产都是在采掘工作面进行的,因此采掘工作面顶板的管理问题一直是煤矿工程技术人员关注的焦点。本文从煤矿采掘工作面出现顶板事故的原因谈起,重点论述采掘工作而顶板管理问题及措施,期待为煤矿的安全生产提供重要的理论依据。
[关键词]煤矿采掘工作面;顶板管理;存在的问题;处理方法
中图分类号:TD327.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0023-01
0 引言
煤矿采掘工作面的安全问题一直以来都是煤炭行业关注的主要问题,为了保证煤矿的安全生产,最重要的是做好煤矿采掘工作面的顶板管理工作,防治顶板事故的发生,从而保障井下作业的安全性与高效率,进而推动煤矿事业的和谐发展。
1 煤矿采掘工作面出现顶板事故的原因分析
1.1 煤壁附近要素的影响
采掘煤矿是在地下,因此地质状况会严重地影响煤矿的开采。在进行采掘的时候,如果影响到原生裂縫,那么会使煤层面板的应力复杂化,进而增加岩块的游离性,不利于煤矿作业的顺利进行。在开展井下爆破或者是支护的情况下,倘若煤层不够牢固,再有爆破形成的崩塌情况,那么会增加煤层顶板的压力,进而导致二次崩塌和顶板事故的出现。
1.2 工作面两端位置的影响
实际上,在采掘煤矿的时候,务必结合场地施工的地形状况决定工作面两端的机尾和机头的位置的移动。可是,在进行移动的时候,倘若超出了支护构造,那么会导致顶板出现一些松动,在严重的情况下会造成全部顶板的松动、下落,进而导致顶板事故。在煤矿生产实践当中,施工者常常难以对直接定的现状和工作面两端的移动进行有效地控制。为此,在移动的过程中,需要结合工作面的实际采掘现状,按部就班地移动棚脚,防止顶板出现松动和下落的情况。
1.3 连接巷道的冒顶事故
根据一部分煤层的直接顶面临构造采动以及原生裂缝的情况,如此的构造常常会导致裂缝的互相交错,进而使形式多样的游离岩块形成。出现冒顶情况的原因是在井下爆破或者是支护的过程中,由于支护的倾斜或者是不牢固进而造成煤帮附近具备太大的压力,这样最后会被压塌。倘若煤层自身不具备强度较高的片帮抵抗力,那么会逐步地减小空间支护能力,最终会造成冒顶现象的出现。
1.4 顶板破碎的事故
在煤矿采掘当中,出现故障面坍塌在很大程度上是因为断层带地层的软化。为此,施工者在采掘的过程中,通常会借助泥质材料来填充岩层,这样做的目的是为了实现岩石整体性和稳定性的提升。除此之外,还应当结合煤矿井下由于爆破而破坏岩层的情况,倘若其形状或者是构造出现了变化,那么会增加顶板的负面压力,在压力到达顶板的最大许可值的情况下,冒落的情况会出现,从而不利于煤矿采掘效率的提升。
1.5 放顶线附近的冒顶事故
一般而言,在采掘煤层的时候,倘若过快地掘金煤层,那么会增加顶板下沉的速度,进而使很多大型的游离岩块形成,这不利于回柱工作的正常进行。为此,在采掘煤矿的时候,倘若放顶线的附近缺少稳定性,那么不但会对全部煤层的稳定性产生影响,而且在回柱的过程中还会造成顶板冒落的情况,从而对施工者的施工安全性产生影响,最终延误回拆。
1.6 掘进巷道的事故
煤矿采掘牵涉到非常多的要素和危险系数较高,掘进巷道是煤矿采掘工作十分重要的一个组成部分,掘进巷道会出现比较多的事故。在进行掘进的时候,常常会由于工作的失误而导致顶部岩体的松动和破裂,可能还会造成煤矿矿井的坍塌。为此,在掘进巷道的过程中,实施有效的支护非常关键,这样可以避免岩体出现冒落的情况。
2 采掘工作而顶板管理存在的主要问题及措施
2.1 强化顶板管理,增强煤层稳定系数
在实际的煤矿开采过程中,要对开采的煤层顶板进行强化管理。一是按标准制度进行管理。为确保煤矿安全生产、高效生产,要求施工人员与管理人员必须严格按照国家颁布相关标准和制度,在把握好煤矿的采掘质量的基础上,对开采煤矿的工作面顶板按照相关标准进行管理。特别注意的是,必须定期对顶板的支护进行检查和质量审核,以保证顶板的稳固性。二是做好顶板支护工作。在开采工作面上进行特殊支护作业时,必须提前做好支护工作,严格各项检查标准,以降低安全事故的发生率。
2.2 加固局部煤层顶板
随着现代化矿井开采深度的越来越大,煤层之间的压力相应增大,很容易导致煤岩层发生离层现象、最终因为顶板的压力过大,顶板的自身稳定性将会越来越小,因此,在进行煤矿采掘的工作面顶板管理中,局部的煤层支护更需要得到重视,要以加强煤岩层的支撑力为目标,降低防范冒顶事故的发生率。
2.3 选择对应的顶板支护形式
就局部厚煤层的回采支护方式来说,主要采用的是在构造带两侧进行支护的方式,这种方式是通过局部充填来取代垮落的煤层,来实现对顶板的管理,利用这样巧妙的构造,使得支撑完整,同时提高了煤层的稳定性,具有支撑能力大、控制范围广且操作性较强、比较稳定等优势。但随着采矿高度的升高,矿井中的矿压现象也逐渐显露出来,这也导致了支柱的升高,从而稳定性降低的现象。当支柱中心的位置发生改变时,很可能直接倾倒,最终出现安全事故。所以,要针对不同的实际情况,应选择对应的支护形式,进一步提高顶板的稳定性。
2.4 做好巷道顶板的管理
要想做好巷道顶板的管理工作,首先要掌握巷道开掘后围岩体的范围及围岩应力的分布情况。需根据巷道围岩应力的因素:围岩的性质,巷道所处的深度、巷道周围的地质构造、水文变化、巷道的断面形状等,了解围岩应力分布情况及在此应力作用下围岩的变形和位移后,才能选择合适的支护材料和支护形式,达到维护巷道的目的。其次要从有利于巷道围岩的稳定性出发,合理选择巷道的施工方法,减少各个工序对顶板管理的影响。最后按照作业规程规定控制工作面空顶距离和临时支护的长度,尽可能缩短工作面空顶时间和临时支护巷道的长度。
3 结语
综上所述,针对煤矿采掘工作面顶板的管理工作,在实际的工作中必须加强多方面的监管,完善各项开采保护措施,并搞好工作面顶板的管理基础工作,进一步提高相关人员的安全生产意识,减少煤矿采掘顶板安全问题,才能全面的提高煤矿采掘工作的效率。
参考文献:
[1] 王爱国.荣康煤矿11309采煤工作面回采巷道围岩控制观测研究[J]. 山西煤炭管理干部学院学报,2010(04):102-103.
[2] 谢涛,陈朝.煤矿采掘技术的改造思路[J].科技创新与应用,2013(18):125-126.
[3] 牛俊伟.煤矿采掘技术的新思路探讨[J].能源与节能,2016(01):123-125.
[4] 敖成杭.煤矿采掘技术的改造思路分析[J].内蒙古煤炭经济,2015(05):145-146.
[5] 何俊.探讨影响煤矿采掘生产安全的地质因素[J].中国科技信息,2014(07):156-157.
[6] 郭小东.煤矿采掘管理中的多目标决策分析[J].山西科技,2013(04):169-170.
作者简介:
程传超(1984.10—),男,汉族,山东省泰安市人,本科,助理工程师。现担任兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿掘进二区技术主管,研究方向:煤矿安全管理。
[关键词]煤矿采掘工作面;顶板管理;存在的问题;处理方法
中图分类号:TD327.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)19-0023-01
0 引言
煤矿采掘工作面的安全问题一直以来都是煤炭行业关注的主要问题,为了保证煤矿的安全生产,最重要的是做好煤矿采掘工作面的顶板管理工作,防治顶板事故的发生,从而保障井下作业的安全性与高效率,进而推动煤矿事业的和谐发展。
1 煤矿采掘工作面出现顶板事故的原因分析
1.1 煤壁附近要素的影响
采掘煤矿是在地下,因此地质状况会严重地影响煤矿的开采。在进行采掘的时候,如果影响到原生裂縫,那么会使煤层面板的应力复杂化,进而增加岩块的游离性,不利于煤矿作业的顺利进行。在开展井下爆破或者是支护的情况下,倘若煤层不够牢固,再有爆破形成的崩塌情况,那么会增加煤层顶板的压力,进而导致二次崩塌和顶板事故的出现。
1.2 工作面两端位置的影响
实际上,在采掘煤矿的时候,务必结合场地施工的地形状况决定工作面两端的机尾和机头的位置的移动。可是,在进行移动的时候,倘若超出了支护构造,那么会导致顶板出现一些松动,在严重的情况下会造成全部顶板的松动、下落,进而导致顶板事故。在煤矿生产实践当中,施工者常常难以对直接定的现状和工作面两端的移动进行有效地控制。为此,在移动的过程中,需要结合工作面的实际采掘现状,按部就班地移动棚脚,防止顶板出现松动和下落的情况。
1.3 连接巷道的冒顶事故
根据一部分煤层的直接顶面临构造采动以及原生裂缝的情况,如此的构造常常会导致裂缝的互相交错,进而使形式多样的游离岩块形成。出现冒顶情况的原因是在井下爆破或者是支护的过程中,由于支护的倾斜或者是不牢固进而造成煤帮附近具备太大的压力,这样最后会被压塌。倘若煤层自身不具备强度较高的片帮抵抗力,那么会逐步地减小空间支护能力,最终会造成冒顶现象的出现。
1.4 顶板破碎的事故
在煤矿采掘当中,出现故障面坍塌在很大程度上是因为断层带地层的软化。为此,施工者在采掘的过程中,通常会借助泥质材料来填充岩层,这样做的目的是为了实现岩石整体性和稳定性的提升。除此之外,还应当结合煤矿井下由于爆破而破坏岩层的情况,倘若其形状或者是构造出现了变化,那么会增加顶板的负面压力,在压力到达顶板的最大许可值的情况下,冒落的情况会出现,从而不利于煤矿采掘效率的提升。
1.5 放顶线附近的冒顶事故
一般而言,在采掘煤层的时候,倘若过快地掘金煤层,那么会增加顶板下沉的速度,进而使很多大型的游离岩块形成,这不利于回柱工作的正常进行。为此,在采掘煤矿的时候,倘若放顶线的附近缺少稳定性,那么不但会对全部煤层的稳定性产生影响,而且在回柱的过程中还会造成顶板冒落的情况,从而对施工者的施工安全性产生影响,最终延误回拆。
1.6 掘进巷道的事故
煤矿采掘牵涉到非常多的要素和危险系数较高,掘进巷道是煤矿采掘工作十分重要的一个组成部分,掘进巷道会出现比较多的事故。在进行掘进的时候,常常会由于工作的失误而导致顶部岩体的松动和破裂,可能还会造成煤矿矿井的坍塌。为此,在掘进巷道的过程中,实施有效的支护非常关键,这样可以避免岩体出现冒落的情况。
2 采掘工作而顶板管理存在的主要问题及措施
2.1 强化顶板管理,增强煤层稳定系数
在实际的煤矿开采过程中,要对开采的煤层顶板进行强化管理。一是按标准制度进行管理。为确保煤矿安全生产、高效生产,要求施工人员与管理人员必须严格按照国家颁布相关标准和制度,在把握好煤矿的采掘质量的基础上,对开采煤矿的工作面顶板按照相关标准进行管理。特别注意的是,必须定期对顶板的支护进行检查和质量审核,以保证顶板的稳固性。二是做好顶板支护工作。在开采工作面上进行特殊支护作业时,必须提前做好支护工作,严格各项检查标准,以降低安全事故的发生率。
2.2 加固局部煤层顶板
随着现代化矿井开采深度的越来越大,煤层之间的压力相应增大,很容易导致煤岩层发生离层现象、最终因为顶板的压力过大,顶板的自身稳定性将会越来越小,因此,在进行煤矿采掘的工作面顶板管理中,局部的煤层支护更需要得到重视,要以加强煤岩层的支撑力为目标,降低防范冒顶事故的发生率。
2.3 选择对应的顶板支护形式
就局部厚煤层的回采支护方式来说,主要采用的是在构造带两侧进行支护的方式,这种方式是通过局部充填来取代垮落的煤层,来实现对顶板的管理,利用这样巧妙的构造,使得支撑完整,同时提高了煤层的稳定性,具有支撑能力大、控制范围广且操作性较强、比较稳定等优势。但随着采矿高度的升高,矿井中的矿压现象也逐渐显露出来,这也导致了支柱的升高,从而稳定性降低的现象。当支柱中心的位置发生改变时,很可能直接倾倒,最终出现安全事故。所以,要针对不同的实际情况,应选择对应的支护形式,进一步提高顶板的稳定性。
2.4 做好巷道顶板的管理
要想做好巷道顶板的管理工作,首先要掌握巷道开掘后围岩体的范围及围岩应力的分布情况。需根据巷道围岩应力的因素:围岩的性质,巷道所处的深度、巷道周围的地质构造、水文变化、巷道的断面形状等,了解围岩应力分布情况及在此应力作用下围岩的变形和位移后,才能选择合适的支护材料和支护形式,达到维护巷道的目的。其次要从有利于巷道围岩的稳定性出发,合理选择巷道的施工方法,减少各个工序对顶板管理的影响。最后按照作业规程规定控制工作面空顶距离和临时支护的长度,尽可能缩短工作面空顶时间和临时支护巷道的长度。
3 结语
综上所述,针对煤矿采掘工作面顶板的管理工作,在实际的工作中必须加强多方面的监管,完善各项开采保护措施,并搞好工作面顶板的管理基础工作,进一步提高相关人员的安全生产意识,减少煤矿采掘顶板安全问题,才能全面的提高煤矿采掘工作的效率。
参考文献:
[1] 王爱国.荣康煤矿11309采煤工作面回采巷道围岩控制观测研究[J]. 山西煤炭管理干部学院学报,2010(04):102-103.
[2] 谢涛,陈朝.煤矿采掘技术的改造思路[J].科技创新与应用,2013(18):125-126.
[3] 牛俊伟.煤矿采掘技术的新思路探讨[J].能源与节能,2016(01):123-125.
[4] 敖成杭.煤矿采掘技术的改造思路分析[J].内蒙古煤炭经济,2015(05):145-146.
[5] 何俊.探讨影响煤矿采掘生产安全的地质因素[J].中国科技信息,2014(07):156-157.
[6] 郭小东.煤矿采掘管理中的多目标决策分析[J].山西科技,2013(04):169-170.
作者简介:
程传超(1984.10—),男,汉族,山东省泰安市人,本科,助理工程师。现担任兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿掘进二区技术主管,研究方向:煤矿安全管理。