山东东山王楼煤矿有限公司 山东济宁 272063
摘要：煤炭是我国经济社会发展中的重要能源，与人们的生产生活密切相关。煤矿安全受到社会普遍关注。煤矿开采过程中容易出现顶板事故，直接影响正常生产和人员的安全。需要加强采煤工作面顶板的安全管理工作，科学有效的解决生产中的问题，保障采煤工作的安全顺利开展。
关键词：采煤工作面；顶板；安全管理
引言
王楼煤矿隶属于山东能源临矿集团，位于济宁市任城区喻屯镇境内，设计生产能力90万吨/年，核定生产能力为130万吨/年，根据山东省能源局《关于调整全省采深超千米冲击地压矿井核定生产能力的通知》（鲁能源煤炭字〔2019〕43号）文件规定，按照104万吨/年组织生产。主采3上煤层。13307工作面采用走向长壁一次采全高，综合机械化采煤，垮落法管理顶板。根据13307工作面两顺槽掘进情况，13307工作面直接顶板存在多种岩性，包括泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩和粗砂岩，局部存在泥岩伪顶。泥岩顶厚度约2～5m，砂岩顶厚度约1～7m，以细砂岩为主，裂隙较发育。13307上顺槽以泥岩顶板为主，下顺槽以砂岩顶板为主，切眼直接顶板为泥岩。13307工作面直接底板以泥岩、粉砂岩为主，厚度0.5～3m，裂隙不发育。
对于煤矿企业而言，煤矿挖掘工作是其企业运行的核心所在，如果该环节出现问题，那对煤矿企业以及煤矿工人的影响是不言而喻的。但在当前煤矿挖掘工作的安全管理当中，煤矿企业仍然缺乏相应的重视，对于管理技术的运用不得当，使得煤矿事故的发生概率一直居高不下，为了有效地减少事故的发生概率，煤矿企业的工作人员就必须加强对综采工作面顶板的安全管理，将更有效率的管理技术运用在实际挖掘工作当中。
1采煤工作面顶板安全管理的重要性
我国具有丰富的煤矿资源，另外煤也是对国家工业生产进行支撑的重要能源，然而由于煤矿在生产的过程中，其工作场地较恶劣，具有一定的局限性，在矿洞当中空间有限，由于开采过程中出现某些因素的影响，煤矿开采的环境也会逐步出现变化，比如说粉尘、瓦斯、顶板等灾害都会对井下工人的安全生产产生很大的影响，通过相关统计分析发现在煤矿安全事故当中1/3是因为顶板因素导致的，所以在新时期对顶板事故产生的原因进行分析和研究，并且采取合理的方式有针对性的处理，具有非常重要的意义。
2采煤工作面顶板事故原因分析
2.1采煤地质影响
煤层位置不是固定的，采煤工作会受到地点和地质结构等因素的影响，这使得很多事故是无法预测的，主要需根据地质结构的变化采取合理措施。比如煤层出现断层现象时，在断层中一定存在断层泥，其遇水很容易软化，这使得采煤工作面的稳定性降低从而导致发生坍塌事故的概率上升。若情况严重，可能会诱发岩石出现不同程度的破碎，这对顶板支护造成很大的影响，工作人员的安全无法得到保障。
2.2对于安全管理工作不重视
很多管理人员对于采煤工作的安全管理并不重视，没有从顶板的角度进行科学的安全管理，对于作业工作面的支护设备的质量、初撑力等要求不高，使得工作过程中事故发生的概率上升。对于安全管理工作的不重视会威胁工作人员的生命安全。
2.3采煤方法不合理
在布置工作面时，工作面所受的水平应力较高，导致煤矿开采时工作面的顶板应力急剧增加，从而引发顶板事故。这主要是由于在设计工作面时，忽略了构造应力对煤层开采的影响。在煤矿开采时，工作面两端预留的空间过大，在工作面中部很容易出现较大的应力集中现象，当应力超过顶板的承载能力后顶板就会断裂，发生冒顶事故。在对工作面顶板进行强制放顶时，放顶的距离过小缺乏对顶板的有效控制，当液压支架回撤时，很容易出现顶板垮落的情况。此外，顶板的完整性也是造成冒顶的主要原因，由于液压支架的工作阻力过大，导致工作面顶板被击碎，在液压支架移架时很容易出现冒顶现象。
2.4作面顶板安全管理不善
在进行工作面管理时，需要按照顶板的类型对其进行分类，即顶板可以分为极难垮落顶板、易垮落顶板、中等垮落顶板和塑性弯曲顶板。极难垮落顶板一般是指煤层的老顶，在煤层开采后不易垮落；而易垮落顶板指的是煤层直接顶，在煤层开采时随采随落。由此可见，顶板的垮落不仅与顶板类型有关，还与液压支架的移动有很大的关系心1。
通过大量现场统计资料可以发现，导致顶板事故的原因有以下几个：a）在没有支护的条件下发生冒顶，在工作面回采期间，有一部分顶板处于未支护状态，由于矿山压力的作用，这部分顶板容易垮塌，引发冒顶事故。这就要求工作面回采时尽量缩小空顶距。b）支护刚度不够，导致巷道在回采期间因承受较大的支承压力而出现破坏。这种破坏比较常见，要求巷道支护时考虑到动压的影响叫c）顶板长距离悬而不垮，在开采到一定距离时会突然垮塌并释放大量的能量。这是由于顶板为厚而坚硬的岩层，垮断需要吸收大量的能量，这种情况对工作面的破坏是毁灭性的，需要采取强制放顶措施予以避免。
3加强煤炭开采工作面顶板安全管理的对策
3.1提高对于安全管理工作的重视程度
提高安全管理人员的安全管理意识十分必要，这可使他们更加注重对于安全问题的管理，减少顶板事故的发生。工作人员在安全的环境中工作，既可以降低安全事故的发生率，又可以提高煤矿开采效率。
3.2强化监管力度，规范施工过程
在进行煤矿开采的时候，煤矿企业的相关安全管理部门一定要将自身的职能充分的发挥出来，对开采的过程进行严格的监控，保证安全的条件下才能继续对井下工作面顶板进行开采。在监控的时候一定要注意对采集到的相关数据进行合理的分析，并且对顶板的安全问题进行重视，依照分析的数据提前进行处理，做好预防工作，保证开采工作的顺利安全进行。
3.2加强采煤工作面的顶板支护
大量数据统计发现，顶板事故多发生在一些地质构造异常区域，在这些区域矿山压力异常高，而且岩体的完整性非常差。因此，在这种情况下，应该详细勘察工作面前方的地质构造，并制订相应的应对措施。在通过这些区域时，通常应该加强支护，在液压支架上铺设金属网，抑制破碎岩体的垮落。为了保证支护施工安全，应该由有丰富经验的采煤工程师指挥。在进行支护时，要严格控制空顶作业的时间和区域。支护完成后，应该对支护的整体情况进行检查，排除存在的安全隐患。与此同时，在进行工作面回采时，应该放慢速度，以减小工作面回采对构造区域的影响。
3.3加强改进相关技术与设备
在开采煤炭的过程中，一定要重视合理的使用相关的施工技术，加强先进机械设备的引进和使用，并且吸取历次事故的教训，加强管理，让安全事故出现的概率降低，及时对一些老旧支护设备进行更换和改进，并且加强监测，避免在用设备出现安全隐患，使用一些先进设备，通过全金属支架加强支护的作用，加强安全性。
3.4针对地质条件采取相应的安全措施
一般情况下，顶板事故的发生具有一定的发生规律，并且具有一定的可预见性。这就需要做好采前勘探工作，根据勘探过程中所掌握的地质变化、力学和顶板压力变化等情况做好开采预防工作。对于采煤现场的支架防护需要充分结合现场的实际情况，使支架的支护和稳固功能能够最大程度上得到发挥。同时，也要注意提高采煤技术和釆煤设备的先进化程度，这在一定层面上能够减少顶板事故的发生。还需要注意的是，采煤区的岩层在开采过程中是不断变化的，因此需要对采煤工作面岩层顶板进行实时监测，以掌握最新的工作面的工作状态，对生产过程中可能出现的问题做好预防准备工作，防患于未然。
结语
在开采煤矿的过程中，如果产生工作面顶板垮塌等事故，会严重威胁煤矿企业的安全生产，导致一定的损失，还会对操作人员的生命安全产生威胁，一定要从实际情况出发，合理的依照安全事故出现的原因，采取针对性的方式进行处理，提高煤矿开采的安全性和效率。
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