淺析煤礦采煤工作面頂板管理技術(shù)
摘 要：本文指出采煤工作面頂板管理工作的重要性，簡要闡述了加強(qiáng)采面頂板管理的具體做法和要求，確保采面頂板管理得到有效加強(qiáng)，嚴(yán)防采面頂板事故發(fā)生。
關(guān)鍵詞：采煤工作面 頂板管理技術(shù)
采煤工作面頂板管理是煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理的重要工作，為了搞好頂板管理，增強(qiáng)采煤工人頂板管理安全意識(shí)，認(rèn)真貫徹落實(shí)“安全第一，預(yù)防為主”的方針，杜絕重大傷亡事故的發(fā)生，打造本質(zhì)安全型礦井，本文擬提出以下幾種做法及要求。
一、增強(qiáng)采煤工頂板管理意識(shí)，提出在安全的前提下完成各道工序做法、措施。確保作業(yè)人員在“支護(hù)完整、安全可靠”的條件下作業(yè)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
（一）工作面上、下班時(shí)，班長必須負(fù)責(zé)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交接班，把本班工作面的頂邦情況、生產(chǎn)任務(wù)、質(zhì)量、安全、設(shè)備等情況以及上個(gè)班作業(yè)過程存在的問題等情況向下一個(gè)班組的人員交代清楚。嚴(yán)禁炮后交接班，因特殊原因無法現(xiàn)場(chǎng)交接班時(shí)，須將工作面相關(guān)情況寫在班長留言牌上，以告知下個(gè)班組。
（二）進(jìn)入采煤工作面前，班組長必須對(duì)工作面支護(hù)情況先作檢查并安排處理好存在的問題。采煤工作面支柱應(yīng)在放炮前加固，工作面的打眼、裝藥、放炮必須嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行。放炮崩倒、崩壞的支架必須立即恢復(fù)或更換。嚴(yán)格執(zhí)行工作面敲邦問頂工作，發(fā)現(xiàn)存在不安全隱患，必須立即組織排除，待隱患排除清楚后，方可進(jìn)行正常生產(chǎn)。
（三）采煤工作面必須備有足量的備用支護(hù)材料和齊全的支護(hù)、處理頂板工具；采煤工作面作業(yè)前，必須認(rèn)真遵循《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定的采煤方法，自上往下進(jìn)行回采工作，施工小眼時(shí)，必須嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定的小眼斷面尺寸打眼放炮，嚴(yán)禁亂采亂掘、吃肥丟瘦或以掘代采現(xiàn)象，人為造成頂板管理困難。
（四）鉆眼過程中，必須嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定的循環(huán)進(jìn)度進(jìn)行操作，作業(yè)過程中，領(lǐng)釬工必須經(jīng)常觀察頂板來壓等情況，發(fā)現(xiàn)不安全隱患時(shí)，必須立即停止作業(yè)，撤出所有的作業(yè)人員及機(jī)具，待隱患排除清楚后，方可繼續(xù)作業(yè)。
（五）放炮通風(fēng)結(jié)束后重新進(jìn)入工作面時(shí)，班長應(yīng)負(fù)責(zé)由外往里對(duì)支架進(jìn)行認(rèn)真檢查加固，并嚴(yán)格執(zhí)行敲邦問頂工作，檢查工作面前后安全質(zhì)量情況，確認(rèn)安全后方可進(jìn)入工作面。
（六）出煤時(shí)，班長應(yīng)指揮支護(hù)工，做好邊出煤邊支護(hù)工作，禁止任何人進(jìn)入未支護(hù)的工作面，保證支護(hù)符合要求，嚴(yán)禁空邦空頂作業(yè)。
（七）支護(hù)工在上班時(shí)必須掌握上一個(gè)班的支護(hù)質(zhì)量情況及安全生產(chǎn)狀況，特別是整個(gè)工作面的支護(hù)情況，按照《作業(yè)規(guī)程》要求對(duì)工作面進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)前必須做好檢查工作面和敲邦問頂工作。對(duì)工作面的三角帶、安全上下出口、開口處等認(rèn)真觀察，一旦發(fā)現(xiàn)斷梁折柱，必須及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)，了防止工作面煤壁片邦，保證安全出口暢通。
（八）采煤工作面必須嚴(yán)格按作業(yè)規(guī)程規(guī)定及時(shí)支護(hù)，并確保支主柱質(zhì)量，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。所有支架必須架設(shè)牢固、迎山有力，嚴(yán)禁支在浮煤和浮矸上。碰倒、損壞或失效的支柱必須立即恢復(fù)或更換。嚴(yán)禁在控頂支護(hù)區(qū)內(nèi)提前撤柱，嚴(yán)禁使用失效、損壞等殘缺不全的支護(hù)材料。
（九）工作面達(dá)初次放頂步距時(shí)，班隊(duì)長必須及時(shí)上報(bào)值班調(diào)度報(bào)請(qǐng)礦領(lǐng)導(dǎo)及生產(chǎn)、安監(jiān)、調(diào)度等部門領(lǐng)導(dǎo)，一同到現(xiàn)場(chǎng)指揮，及時(shí)進(jìn)行放頂工作。放頂工作前，必須適當(dāng)增加支柱密度，并沿切頂線每隔10m打一個(gè)木垛，工作面出口處必須有木垛加固。
（十）工作面進(jìn)行回柱工作前，不得進(jìn)行與回柱工作無關(guān)的工作，必須把無關(guān)人員撤離工作面。準(zhǔn)備回柱前，必須嚴(yán)格按《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定的要求，對(duì)工作面先行支護(hù)，設(shè)置必要的叢柱及密集等特殊支護(hù)，同時(shí)，對(duì)工作面進(jìn)行全面檢查，清理人員退路后，確保無誤后，方可開始進(jìn)行回柱工作。
（十一）回柱放頂工作必須嚴(yán)格遵循“自下而上、由里往外”的原則，撤凈支護(hù)的工作面，人員不得進(jìn)入，放頂人員必須站在支架完整，沒有可能發(fā)生崩繩、崩柱、甩鉤、斷繩抽人等情況的安全地點(diǎn)工作，作業(yè)過程中，工作面應(yīng)留設(shè)砍口后的信號(hào)柱，必須指定有經(jīng)驗(yàn)的老工人專門觀察頂板。
（十二）如發(fā)生回柱后頂板仍不冒落的現(xiàn)象，工作面懸頂距超過《規(guī)程》規(guī)定距離時(shí)，必須及時(shí)報(bào)告礦有關(guān)部門，采取強(qiáng)制放頂或留設(shè)煤柱等有效措施。工作面發(fā)生大面積冒落時(shí)，首先控制好冒頂區(qū)上下兩端，然后由外向里恢復(fù)支架，并隨時(shí)確保退路暢通，處理冒頂區(qū)時(shí)隊(duì)長、技術(shù)員、安監(jiān)員、管理員要蹲點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)、指揮處理，直至處理完畢。
（十三）所有的作業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守《煤礦安全規(guī)程》、《作業(yè)規(guī)程》及《工種操作規(guī)程》制定的各項(xiàng)規(guī)定在確?！爸ёo(hù)完整，安全可靠”的前提下方能進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)禁違章作業(yè)、違章指揮。
二、加強(qiáng)構(gòu)造帶的特殊支護(hù)，提出在已經(jīng)清楚構(gòu)造帶的情況下，特殊支護(hù)措施如何清楚交代并落實(shí)到班組作業(yè)人員，確保采面得到有效支護(hù)不發(fā)生片邦、冒頂?shù)仁录?/p>
對(duì)已清楚構(gòu)造帶的情況下，生產(chǎn)股必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定相應(yīng)的補(bǔ)充技術(shù)措施，并貫徹落實(shí)到每個(gè)作業(yè)人員，由安監(jiān)員現(xiàn)場(chǎng)跟班督促落實(shí)，隊(duì)長必須親自在現(xiàn)場(chǎng)指揮。作業(yè)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行《作業(yè)規(guī)程》及補(bǔ)充措施規(guī)定的支護(hù)質(zhì)量要求、服從班長、隊(duì)長的正確指揮，做好本班次輔助工作的材料準(zhǔn)備、送料，采用加大柱徑、架棚支護(hù)或加打叢柱、密柱及木垛等有效的支護(hù)措施進(jìn)行加固，頂邦必須過實(shí)背緊，有條件時(shí)，必須優(yōu)先使用單體液壓支柱，嚴(yán)禁空邦空頂作業(yè)。作業(yè)過程中，除做好個(gè)人保安工作外，必須時(shí)刻注意整個(gè)工作面線路的安全狀況，發(fā)現(xiàn)不安全隱患時(shí)，立即報(bào)告班長、隊(duì)長進(jìn)行處理。對(duì)違章行為，安監(jiān)員應(yīng)給予從嚴(yán)從重處罰。
三、加強(qiáng)頂板觀測(cè)，做好采面頂板壓力預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
（一）提出頂板礦山壓力顯現(xiàn)（直接頂初次垮落、老頂初次來壓、老頂周期）時(shí)如何觀測(cè)頂板壓力，要觀測(cè)哪些內(nèi)容？由誰觀測(cè)？
1.礦壓觀測(cè)內(nèi)容包括：日常支柱（支架）支護(hù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、巷道變形離層監(jiān)測(cè)、頂板活動(dòng)規(guī)律分析等內(nèi)容。采煤工作面要認(rèn)真執(zhí)行“地質(zhì)預(yù)測(cè)制”，要重點(diǎn)提出防止頂板事故的針對(duì)性措施。
2.礦成立礦壓觀測(cè)辦公室，由礦領(lǐng)導(dǎo)牽頭，以生產(chǎn)股、安監(jiān)站、采掘隊(duì)等相關(guān)人員為構(gòu)成，配備必要的礦壓觀測(cè)儀，對(duì)井下采掘工作面進(jìn)行日常礦壓觀測(cè)，做好礦壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，提前做好防范措施。在進(jìn)行采礦工程設(shè)計(jì)時(shí)，要按新《煤礦安全規(guī)程》要求合理布置巷道，遵循采面礦壓規(guī)律，避免鄰面同時(shí)開展采掘活動(dòng)，合理安排工作面接續(xù)，不能人為造成壓力集中及沖擊地壓隱患，確保生產(chǎn)安全。
（二）遇構(gòu)造帶（包括向背斜、斷層、皺曲、破碎帶（或火成巖帶）、煤層結(jié)構(gòu)變化、頂?shù)装鍘r性變化等）時(shí)，及時(shí)向有關(guān)部門反饋信息積極采取特殊支護(hù)。
1.工作面過破碎帶或過斷層時(shí)首先必須加強(qiáng)敲邦問頂制度，及時(shí)加強(qiáng)工作面的特殊支護(hù)。根據(jù)工作面破碎帶裂隙方向，選擇抗山棚（順山棚）或“鴨嘴”棚支護(hù)，支護(hù)時(shí)，頂必須填實(shí)、填牢，必要時(shí)可鋪設(shè)金屬網(wǎng)，以防掉頂傷人。
2.工作面遇構(gòu)造帶圍巖較為破碎，普通的支護(hù)難于滿足安全需要時(shí)，支護(hù)工必須及時(shí)采取加強(qiáng)支護(hù)力度的措施，同時(shí)，及時(shí)報(bào)告隊(duì)長、礦調(diào)度室或生產(chǎn)辦有關(guān)技術(shù)人員、管理人員，采取相應(yīng)補(bǔ)充措施，保證支護(hù)強(qiáng)度滿足安全生產(chǎn)要求。對(duì)于大面積的冒頂或較為危險(xiǎn)地段的支護(hù)工作，除必須做好相應(yīng)的保安措施外，保持作業(yè)人員退路暢通，并由有經(jīng)驗(yàn)的人員負(fù)責(zé)觀察頂、邦動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，及時(shí)撤離所有的作業(yè)人員至安全地段，支護(hù)工可以拒絕任何人的違章指揮。
四、加強(qiáng)采煤工作面工程質(zhì)量管理，確保小眼斷面、采面支柱的排柱距、柱徑等達(dá)到作業(yè)規(guī)程的要求
（一）班長、支護(hù)工必須對(duì)本工作面支護(hù)工作負(fù)全面責(zé)任，保證支護(hù)質(zhì)量合格，滿足安全生產(chǎn)需要。支護(hù)時(shí)必須選擇合格的材料，柱子材質(zhì)、材徑、柱帽規(guī)格、背邦板皮、架棚材料規(guī)格符合《規(guī)程》要求，特殊支護(hù)的材料如木垛、叢柱、密集及抗山棚等必須嚴(yán)格按《規(guī)程》要求布設(shè)，嚴(yán)格按《規(guī)程》規(guī)定的支護(hù)規(guī)格進(jìn)行支護(hù)。
（二）支護(hù)時(shí)必須確保支護(hù)的質(zhì)量、支護(hù)形式的選擇如貼邦柱、帶帽點(diǎn)柱支護(hù)、掘進(jìn)棚支護(hù)、一梁三柱鴨嘴棚支護(hù)、特殊支護(hù)（木垛、叢柱、密集及抗山棚等）；支柱的質(zhì)量如排柱距、棚距、柱子的成排成形、柱帽、柱鞋、柱窩、迎山角、背邦、填頂、橫撐、加固件等必須符合《規(guī)程》要求。采煤工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。所有支架必須架設(shè)牢固，并有防倒柱措施，嚴(yán)禁在浮煤或浮矸上架設(shè)支架。碰倒或損壞的支柱必須立即恢復(fù)或更換，工作面遇到斷層、舊巷、頂板破碎、冒落等情況時(shí)，必須采取措施指派專人提前處理。
（三）支護(hù)工必須對(duì)工作面進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，必須保證出煤與支護(hù)兩工序的平行交叉作業(yè)，控制好時(shí)間各空間的錯(cuò)開，確保支護(hù)在時(shí)間上的及時(shí)，在空間上的安全性；同時(shí)，嚴(yán)禁[空邦空頂作業(yè)，對(duì)于放炮后崩倒的柱子必須按照《規(guī)程》要求及時(shí)補(bǔ)上，以防掉頂片邦等事故的發(fā)生。
（四）技術(shù)員、安監(jiān)員及管理員應(yīng)經(jīng)常深入井下采掘一線，做好工作面支護(hù)質(zhì)量、排柱距、成排成行、柱徑等的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理工作，發(fā)現(xiàn)問題立即安排現(xiàn)場(chǎng)整改。
（五）工作面的偽頂應(yīng)及時(shí)處理干凈。傘檐應(yīng)及時(shí)處理，撬不下的應(yīng)及時(shí)打上支柱。嚴(yán)禁在偽頂和傘檐下冒險(xiǎn)作業(yè)。掘進(jìn)巷道時(shí)，不經(jīng)許可不得挑頂。回采工作面采高一般不得超過2m，在允許的采高范圍內(nèi)，一次采全高的煤層要見底見頂，不得丟頂?shù)酌骸Ｍ瑫r(shí)必須根據(jù)工作面的采高正確選擇支柱的高度，在采高變化時(shí)及時(shí)更換支柱。
（六）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。開工前，班組長和安全員必須對(duì)工作面安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無危險(xiǎn)后，方準(zhǔn)員工進(jìn)入工作面。員工必須經(jīng)常檢查工作地點(diǎn)的頂板、煤壁、支架等情況，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)要立即采取措施進(jìn)行處理。處理險(xiǎn)情由班組長指揮、安監(jiān)員監(jiān)督。險(xiǎn)情未排除前，班組長和安監(jiān)員不得離開現(xiàn)場(chǎng)。敲幫問頂人員要站在有支架的安全地點(diǎn)由外向里、先頂后幫進(jìn)行工作，并確保退路暢通。
五、礦壓顯現(xiàn)與構(gòu)造帶特殊支護(hù)。
（一）如何確定合理和特殊支護(hù)的密度、強(qiáng)度，提出確定的依據(jù)。
采用類比法，根據(jù)本礦或鄰礦同煤層礦壓觀測(cè)資料、經(jīng)驗(yàn)和做法，或通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定我礦工作面的支護(hù)強(qiáng)度。
1.工作面合理的支護(hù)強(qiáng)度，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下：pt=9.81hrk.式中pt為合理的支護(hù)強(qiáng)度，kn/m3；h為采高，m；r為頂板巖石容重，kn/m3；k為工作面支柱應(yīng)該支護(hù)的上覆巖層厚度與采高之比，一般為4-8，應(yīng)根據(jù)具體情況合理選取。開采煤層較薄、頂板條件較好、周期來壓不明顯、應(yīng)選用低倍數(shù)；反之就選用高倍數(shù)。
2.工作面合理的支柱密度，可采用下列公式進(jìn)行計(jì)算：n=pt/rt.式中n為支柱密度，根/m2；rt為支柱的實(shí)際支撐能力，kn/根。根據(jù)合理的支柱密度確定我礦的排柱距為1m*1m。
3.工作面合理的控頂距的選擇：在滿足安全生產(chǎn)的前提下，根據(jù)工作面實(shí)際條件選擇控頂距堅(jiān)硬頂板控頂距可適當(dāng)增大，如我礦的c8煤層，可采用“見六回二”的管理方式；松軟、緩慢下沉頂板可適當(dāng)縮小如我礦的c9煤層；一般應(yīng)采用“見五回一”的管理方式。
4.加強(qiáng)采面支護(hù)質(zhì)量，特別是工作面來壓時(shí)，要提高工作面支護(hù)強(qiáng)度，縮小工作面的排柱距，采用柱徑更大的坑木或叢柱、木垛等特殊支護(hù)進(jìn)行加固。用用單排或雙排密集（密集與木垛、叢柱等結(jié)合）。如采用雙排密柱切頂時(shí)，其中一排為預(yù)備密集；工作面采用密柱切頂，密集長度5-8 米，預(yù)備密集排數(shù)2 排，密集間隔0.3米，安全門寬度0.5米。木垛與叢柱的設(shè)置地點(diǎn)一般在采面的上下出口及應(yīng)力集中區(qū)，必須加強(qiáng)木垛的設(shè)置管理。密集、叢柱、木垛的架設(shè)必須保持采空側(cè)直線，木垛最好用方木架設(shè)，如用圓木接觸點(diǎn)必須削平。
（二）特殊支護(hù)的質(zhì)量如何得到確保，提出確保特殊支護(hù)的相關(guān)安全技術(shù)措施。
1.工作面上下出兩個(gè)安全出口必須有專人維護(hù)，班長是第一責(zé)任人，必須經(jīng)常檢查出口的支護(hù)情況，確保退路暢通。
2.上下安全出口必須架設(shè)抬棚加強(qiáng)支護(hù)（反眼見煤點(diǎn)處應(yīng)架棚支護(hù)），下出口必須有供人員上、下的梯子，所有出口必須保持暢通無阻。三角帶、上下出口及工作面切頂線和構(gòu)造帶等應(yīng)力集中區(qū)必須采用密柱、叢柱、木垛等特殊支護(hù)，班長和支柱工是第一責(zé)任人，礦各職能部門要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，檢查、監(jiān)督及指導(dǎo)生產(chǎn)單位的頂板管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)、處理。。
3.各隊(duì)隊(duì)長、班長及頂板管理工做好各自工作地點(diǎn)特殊支護(hù)的頂板維護(hù)工作，跟班隊(duì)干每班做好頂板情況記錄，頂板管理領(lǐng)導(dǎo)小組要每天檢查記錄情況，以便及時(shí)跟蹤頂板管理情況，加強(qiáng)監(jiān)督頂板管理工作。
4.礦每周進(jìn)行一次安全大檢查，各組組長及組員要認(rèn)真檢查作業(yè)點(diǎn)的頂板安全情況。安監(jiān)、生產(chǎn)、通風(fēng)及施工單位等部門的管理人員要經(jīng)常深入生產(chǎn)一線，檢查頂板安全情況，特別是重點(diǎn)檢查特殊支護(hù)情況是否不折不扣落實(shí)到位。對(duì)存在的頂板安全隱患，檢查人員必須填寫處理措施及復(fù)查情況。在報(bào)表上寫明檢查時(shí)間、復(fù)查時(shí)間及復(fù)查人員，對(duì)檢查出來的頂板安全隱患，施工單位必須按整改要求進(jìn)行整改。對(duì)無故拖延或拒不整改的單位，礦將按相關(guān)規(guī)定對(duì)該作業(yè)點(diǎn)負(fù)責(zé)人進(jìn)行處罰。
六、加強(qiáng)采面頂板管理的其它做法。
（一）回采工作面收尾時(shí)，必須制定安全措施。
（二）實(shí)行頂板管理獎(jiǎng)懲制度，建立采面生產(chǎn)重大頂板安全隱患匯報(bào)獎(jiǎng)勵(lì)制度，經(jīng)確認(rèn)情況屬實(shí)的給予匯報(bào)人獎(jiǎng)勵(lì)100元/次。對(duì)頂板管理標(biāo)準(zhǔn)化未達(dá)到要求的作業(yè)點(diǎn)，礦按情況給予一定的經(jīng)濟(jì)處罰。由于管理不到位，造成頂板安全事故時(shí)。礦將及時(shí)對(duì)相關(guān)責(zé)任人按礦有關(guān)管理規(guī)定進(jìn)行處罰。
（三）建立頂板管理技能培訓(xùn)制度，通過安全活動(dòng)日宣傳黨的“安全第一”方針，牢固樹立“安全第一”的思想，強(qiáng)化頂板管理意識(shí)。
（四）礦每月召開一次頂板管理會(huì)議，由生產(chǎn)副礦長主持。會(huì)議主要內(nèi)容：檢查責(zé)任制、規(guī)程、規(guī)定的執(zhí)行情況，對(duì)頂板管理出現(xiàn)的問題進(jìn)行通報(bào)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，并提出下一步改進(jìn)意見及計(jì)劃。各隊(duì)每月由隊(duì)長主持召開一次頂板管理分析會(huì)，總結(jié)本隊(duì)在頂板管理上取得的成績及存在的問題，解決生產(chǎn)過程中存在的問題及地質(zhì)情況變化時(shí)采取的預(yù)防措施。。
（五）對(duì)礦各采煤作業(yè)點(diǎn)發(fā)生的一般頂板安全事故，生產(chǎn)副礦長必須及時(shí)組織安全、生產(chǎn)、通風(fēng)及施工單位的有關(guān)人員召開事故分析會(huì)。針對(duì)事故進(jìn)行深刻分析、總結(jié)，必須對(duì)相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行處罰和教育工作，并提出有效措施防止施工再次發(fā)生。
結(jié)束語：煤礦采煤工作面頂板管理工作技術(shù)含量大，只有掌握各類工作面頂板應(yīng)力規(guī)律采取相應(yīng)的管理措施，切實(shí)提高頂板管理的技術(shù)水平，增強(qiáng)各級(jí)人員的責(zé)任心，才能嚴(yán)防頂板事故的發(fā)生。
