摘要：煤矿的安全开采依托于施工单位对采煤工作面顶板的有效管理。采煤工作面顶板在开采煤矿过程中会面临诸多不确定因素，进而影响开采的稳定性。因此，本文通过分析研究采煤工作面顶板的类型，针对顶板事故频发的状况及问题进行原因探讨，并制定一系列措施来减少顶板事故的发生，进而实现顶板管理的有效性，帮助采矿工程技术人员解决相关难题。
关键词：煤矿开采；工作面；顶板管理
引言
煤矿开采的安全性是社会和公众关注的重点，相关单位只有有效加强煤矿开采的管理，避免安全事故的发生，减少事故所带来的损失。顶板安全事故频发，导致煤矿开采面临巨大的挑战。因此，加强采煤工作面顶板的管理是预防安全事故的首要内容。由于煤矿开采地质条件的特殊性及煤矿顶板的技术挑战，顶板事故存在很大的不确定性和风险。矿山压力过大是顶板事故发生的主要原因。根据相关数据显示，顶板管理的有效性直接影响到顶板事故发生的频率。本文通过对顶板事故发生的原因进行探讨，并就所存在的问题提出解决办法，为提高煤矿开采的安全性提供保障。
1 工作面顶板分类分析
岩石自重所产生的压力会导致煤矿井下开采过程中发生冒顶等安全事故。这种矿山压力会随着开采而不断显现，岩层稳定状态受到采矿等作业的影响。当岩层处于不平衡状态时，岩石所受应力过大导致岩石出现破裂、冒顶等问题，而岩层的顶板承载能力直接影响着安全事故发生的概率。冒顶事故的发生会导致顶板岩石破裂，进而造成巨大的经济损失。破碎的顶板是导致冒顶事故发生的主要原因。由于岩层的层位和岩性有所不同，其工作面顶板主要分为以下三种：
伪顶一般是指工作面煤层上方一层较薄的岩层， 由于厚度和强度都比较小，导致随着工作面的推进会自然垮落；直接顶位于伪顶上方，强度较高；老顶位于直接顶上方，厚度和强度都较大，强制放顶才能使其垮落。但是仅仅依照层位和岩性进行工作面顶分类，不能满足顶板管理的需要。因此，技术人员以顶板的强度为分类基础，并设置具体的适用的指标。根据这个指标可以将顶板分为不稳定顶板、中等程度稳定顶板、稳定顶板和坚硬顶板，此种分类方式有利于实现对工作面顶板的分类管理，提升管理效率。
2工作面顶板事故原因分析
2.1采煤方法不合理
顶板事故的发生主要是由于工作面的顶板应力超过其承受范围，顶板应力的增大是由于操作人员在工作面进行煤矿开采时破坏了其平衡状态。因此，工作面的设计不合理是顶板事故发生的主要原因。在煤矿开采过程中，工作面中部的承重性能会受到工作面两端预留空间的影响，两端的预留空间较大导致应力集中于中部，超过中部顶板承载能力，进而引发安全事故。此外，操作人员必须合理放置放顶的顶板层，如果放顶的距离过小，则容易出现顶板垮落等状况。液压支架的工作阻力过大导致顶板的完整性受到破坏，顶板破碎也会导致冒顶事故的发生。
2.2 工作面顶板管理不善
工作面顶板管理不善导致的冒顶事故主要表现为以下几种：第一，工作人员的安全生产意识不强，无支护的顶板下开采作业容易导致岩层压力过大，超过其承载能力，进而出现冒顶现象。第二，由于工作面液压支架的支护阻力不够，顶板的承载能力因工作面顶板压力过大而为辅承受。
第三，老顶由于其强度和厚度都较大，必须依靠强制放顶来使其顶板垮落，而放顶过程中的不确定性较大，工作面的悬空距离较大，导致顶板突然垮落，进而产生不必要的风险和损失。老顶顶板的垮落所带来的损失较大，因此，在工作人员对其进行强制放顶时应采取有效科学的手段，以预防重大安全事故。
3 加强工作面顶板管理的措施
煤矿开采的安全性受到工作面的顶板管理的影响，煤矿企业应加强对顶板的有效管理，切实提高煤矿开采的安全性，避免开采过程中可能出现的安全事故。加强工作面的顶板管理应主要从工作人员培养和技术开发上着手，第一，工作人员的安全意识的提高直接影响到其在开采过程中的生产行为，因此，加强对工作人员的安全理念培养十分关键，切实减少违规操作的出现。第二，技术上的开发是加强工作面的顶板管理，进而提高煤矿开采安全性的必要手段。只有在技术上实现顶管管理的有效性和安全性，才能保障企业安全开采。
3.1 加强采煤工作面的顶板支护
由于地质条件的特殊性，构造异常区域岩体破碎，矿山压力过高，是顶板事故的频发区域。因此，地质构造的考察是煤矿开采准备工作的重点。对于构造异常区域，加强其工作面的顶板支护可以减少岩层垮落的概率。工作经验丰富的采煤工作人员，应指导相关开采人员进行安全施工，利用过去的经验来预防安全事故的发生。空顶作业的时间控制和区域控制是顶板支护施工的重点。在完成支护后应对安全隐患进行排查，避免和减少相关的安全风险。此外，工作面的回采不能过快，否则将对构造区域造成不利影响。
3.2 预测顶板的矿山压力
矿山压力的异常变化是顶板事故的主要原因，因此，在对工作面的顶板进行管理时应将矿山压力的监控作为重点。然而，矿山压力会伴随煤层开采的进度而发生变化。岩层岩性的变化也应在矿山压力的监测范围内。据岩层的应力变化划分动态顶板危险区域，并制定强有力的应对方案，以提高开采的安全性为基本目标。此外，压力的监测应注意到周期性压力所带来的顶板应力变化，并对顶板支护的相关情况进行核查。
结束语：
加强采煤工作面的顶板管理，对于保证煤矿开采的安全性十分关键。煤矿企业要意识到顶板管理的重要性，加强工作面的顶板管理，才能保障煤矿生产的安全性。因此，在加强工作面的顶板管理时，应以培养和提高工作人员的安全意识为重点，加强安全开采理念的教育，要求工作人员在遵守相关规定的前提下，开展煤矿开采工作。技术开发是保障工作面顶板管理有效性的关键，也是保障煤矿开采安全性的必要手段。因此，技术人员应加强对异常区域的考察检测，并根据不同的地质构造设计针对性的开采方案，保障开采工作的顺利开展。
参考文献：
[1]赵振.顶板管理在采煤安全管理中的应用[J].当代化工研究,2019(17):59-60.
[2]徐铎.采煤工作面顶板安全管理及事故预防措施研究[J].能源与节能,2019(12):124-125.
[3]赵英.采煤工作面顶板安全管理及预防措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(23):70-71.
[4]丘富旺.采煤工作面破碎顶板控制技术[J].内蒙古煤炭经济,2019(18):197+199.