浅析煤矿采煤工作面顶板管理技术
摘 要：本文指出采煤工作面顶板管理工作的重要性，简要阐述了加强采面顶板管理的具体做法和要求，确保采面顶板管理得到有效加强，严防采面顶板事故发生。
关键词：采煤工作面 顶板管理技术
采煤工作面顶板管理是煤矿生产技术管理的重要工作，为了搞好顶板管理，增强采煤工人顶板管理安全意识，认真贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，杜绝重大伤亡事故的发生，打造本质安全型矿井，本文拟提出以下几种做法及要求。
一、增强采煤工顶板管理意识，提出在安全的前提下完成各道工序做法、措施。确保作业人员在“支护完整、安全可靠”的条件下作业，严禁空顶作业。
（一）工作面上、下班时，班长必须负责进行现场交接班，把本班工作面的顶邦情况、生产任务、质量、安全、设备等情况以及上个班作业过程存在的问题等情况向下一个班组的人员交代清楚。严禁炮后交接班，因特殊原因无法现场交接班时，须将工作面相关情况写在班长留言牌上，以告知下个班组。
（二）进入采煤工作面前，班组长必须对工作面支护情况先作检查并安排处理好存在的问题。采煤工作面支柱应在放炮前加固，工作面的打眼、装药、放炮必须严格按作业规程规定进行。放炮崩倒、崩坏的支架必须立即恢复或更换。严格执行工作面敲邦问顶工作，发现存在不安全隐患，必须立即组织排除，待隐患排除清楚后，方可进行正常生产。
（三）采煤工作面必须备有足量的备用支护材料和齐全的支护、处理顶板工具；采煤工作面作业前，必须认真遵循《作业规程》规定的采煤方法，自上往下进行回采工作，施工小眼时，必须严格按规程规定的小眼断面尺寸打眼放炮，严禁乱采乱掘、吃肥丢瘦或以掘代采现象，人为造成顶板管理困难。
（四）钻眼过程中，必须严格按规程规定的循环进度进行操作，作业过程中，领钎工必须经常观察顶板来压等情况，发现不安全隐患时，必须立即停止作业，撤出所有的作业人员及机具，待隐患排除清楚后，方可继续作业。
（五）放炮通风结束后重新进入工作面时，班长应负责由外往里对支架进行认真检查加固，并严格执行敲邦问顶工作，检查工作面前后安全质量情况，确认安全后方可进入工作面。
（六）出煤时，班长应指挥支护工，做好边出煤边支护工作，禁止任何人进入未支护的工作面，保证支护符合要求，严禁空邦空顶作业。
（七）支护工在上班时必须掌握上一个班的支护质量情况及安全生产状况，特别是整个工作面的支护情况，按照《作业规程》要求对工作面进行支护，支护前必须做好检查工作面和敲邦问顶工作。对工作面的三角带、安全上下出口、开口处等认真观察，一旦发现断梁折柱，必须及时加强支护，了防止工作面煤壁片邦，保证安全出口畅通。
（八）采煤工作面必须严格按作业规程规定及时支护，并确保支主柱质量，严禁空顶作业。所有支架必须架设牢固、迎山有力，严禁支在浮煤和浮矸上。碰倒、损坏或失效的支柱必须立即恢复或更换。严禁在控顶支护区内提前撤柱，严禁使用失效、损坏等残缺不全的支护材料。
（九）工作面达初次放顶步距时，班队长必须及时上报值班调度报请矿领导及生产、安监、调度等部门领导，一同到现场指挥，及时进行放顶工作。放顶工作前，必须适当增加支柱密度，并沿切顶线每隔10m打一个木垛，工作面出口处必须有木垛加固。
（十）工作面进行回柱工作前，不得进行与回柱工作无关的工作，必须把无关人员撤离工作面。准备回柱前，必须严格按《作业规程》规定的要求，对工作面先行支护，设置必要的丛柱及密集等特殊支护，同时，对工作面进行全面检查，清理人员退路后，确保无误后，方可开始进行回柱工作。
（十一）回柱放顶工作必须严格遵循“自下而上、由里往外”的原则，撤净支护的工作面，人员不得进入，放顶人员必须站在支架完整，没有可能发生崩绳、崩柱、甩钩、断绳抽人等情况的安全地点工作，作业过程中，工作面应留设砍口后的信号柱，必须指定有经验的老工人专门观察顶板。
（十二）如发生回柱后顶板仍不冒落的现象，工作面悬顶距超过《规程》规定距离时，必须及时报告矿有关部门，采取强制放顶或留设煤柱等有效措施。工作面发生大面积冒落时，首先控制好冒顶区上下两端，然后由外向里恢复支架，并随时确保退路畅通，处理冒顶区时队长、技术员、安监员、管理员要蹲点现场、指挥处理，直至处理完毕。
（十三）所有的作业人员必须严格遵守《煤矿安全规程》、《作业规程》及《工种操作规程》制定的各项规定在确保“支护完整，安全可靠”的前提下方能进行作业，严禁违章作业、违章指挥。
二、加强构造带的特殊支护，提出在已经清楚构造带的情况下，特殊支护措施如何清楚交代并落实到班组作业人员，确保采面得到有效支护不发生片邦、冒顶等事件。
对已清楚构造带的情况下，生产股必须根据现场情况制定相应的补充技术措施，并贯彻落实到每个作业人员，由安监员现场跟班督促落实，队长必须亲自在现场指挥。作业人员必须严格执行《作业规程》及补充措施规定的支护质量要求、服从班长、队长的正确指挥，做好本班次辅助工作的材料准备、送料，采用加大柱径、架棚支护或加打丛柱、密柱及木垛等有效的支护措施进行加固，顶邦必须过实背紧，有条件时，必须优先使用单体液压支柱，严禁空邦空顶作业。作业过程中，除做好个人保安工作外，必须时刻注意整个工作面线路的安全状况，发现不安全隐患时，立即报告班长、队长进行处理。对违章行为，安监员应给予从严从重处罚。
三、加强顶板观测，做好采面顶板压力预测预报。
（一）提出顶板矿山压力显现（直接顶初次垮落、老顶初次来压、老顶周期）时如何观测顶板压力，要观测哪些内容？由谁观测？
1.矿压观测内容包括：日常支柱（支架）支护质量动态监测、巷道变形离层监测、顶板活动规律分析等内容。采煤工作面要认真执行“地质预测制”，要重点提出防止顶板事故的针对性措施。
2.矿成立矿压观测办公室，由矿领导牵头，以生产股、安监站、采掘队等相关人员为构成，配备必要的矿压观测仪，对井下采掘工作面进行日常矿压观测，做好矿压预测预报工作，提前做好防范措施。在进行采矿工程设计时，要按新《煤矿安全规程》要求合理布置巷道，遵循采面矿压规律，避免邻面同时开展采掘活动，合理安排工作面接续，不能人为造成压力集中及冲击地压隐患，确保生产安全。
（二）遇构造带（包括向背斜、断层、皱曲、破碎带（或火成岩带）、煤层结构变化、顶底板岩性变化等）时，及时向有关部门反馈信息积极采取特殊支护。
1.工作面过破碎带或过断层时首先必须加强敲邦问顶制度，及时加强工作面的特殊支护。根据工作面破碎带裂隙方向，选择抗山棚（顺山棚）或“鸭嘴”棚支护，支护时，顶必须填实、填牢，必要时可铺设金属网，以防掉顶伤人。
2.工作面遇构造带围岩较为破碎，普通的支护难于满足安全需要时，支护工必须及时采取加强支护力度的措施，同时，及时报告队长、矿调度室或生产办有关技术人员、管理人员，采取相应补充措施，保证支护强度满足安全生产要求。对于大面积的冒顶或较为危险地段的支护工作，除必须做好相应的保安措施外，保持作业人员退路畅通，并由有经验的人员负责观察顶、邦动态，发现险情时，及时撤离所有的作业人员至安全地段，支护工可以拒绝任何人的违章指挥。
四、加强采煤工作面工程质量管理，确保小眼断面、采面支柱的排柱距、柱径等达到作业规程的要求
（一）班长、支护工必须对本工作面支护工作负全面责任，保证支护质量合格，满足安全生产需要。支护时必须选择合格的材料，柱子材质、材径、柱帽规格、背邦板皮、架棚材料规格符合《规程》要求，特殊支护的材料如木垛、丛柱、密集及抗山棚等必须严格按《规程》要求布设，严格按《规程》规定的支护规格进行支护。
（二）支护时必须确保支护的质量、支护形式的选择如贴邦柱、带帽点柱支护、掘进棚支护、一梁三柱鸭嘴棚支护、特殊支护（木垛、丛柱、密集及抗山棚等）；支柱的质量如排柱距、棚距、柱子的成排成形、柱帽、柱鞋、柱窝、迎山角、背邦、填顶、横撑、加固件等必须符合《规程》要求。采煤工作面严禁空顶作业。所有支架必须架设牢固，并有防倒柱措施，严禁在浮煤或浮矸上架设支架。碰倒或损坏的支柱必须立即恢复或更换，工作面遇到断层、旧巷、顶板破碎、冒落等情况时，必须采取措施指派专人提前处理。
（三）支护工必须对工作面进行及时支护，必须保证出煤与支护两工序的平行交叉作业，控制好时间各空间的错开，确保支护在时间上的及时，在空间上的安全性；同时，严禁[空邦空顶作业，对于放炮后崩倒的柱子必须按照《规程》要求及时补上，以防掉顶片邦等事故的发生。
（四）技术员、安监员及管理员应经常深入井下采掘一线，做好工作面支护质量、排柱距、成排成行、柱径等的现场监督管理工作，发现问题立即安排现场整改。
（五）工作面的伪顶应及时处理干净。伞檐应及时处理，撬不下的应及时打上支柱。严禁在伪顶和伞檐下冒险作业。掘进巷道时，不经许可不得挑顶。回采工作面采高一般不得超过2m，在允许的采高范围内，一次采全高的煤层要见底见顶，不得丢顶底煤。同时必须根据工作面的采高正确选择支柱的高度，在采高变化时及时更换支柱。
（六）严格执行敲帮问顶制度。开工前，班组长和安全员必须对工作面安全情况进行全面检查，确认无危险后，方准员工进入工作面。员工必须经常检查工作地点的顶板、煤壁、支架等情况，发现险情时要立即采取措施进行处理。处理险情由班组长指挥、安监员监督。险情未排除前，班组长和安监员不得离开现场。敲帮问顶人员要站在有支架的安全地点由外向里、先顶后帮进行工作，并确保退路畅通。
五、矿压显现与构造带特殊支护。
（一）如何确定合理和特殊支护的密度、强度，提出确定的依据。
采用类比法，根据本矿或邻矿同煤层矿压观测资料、经验和做法，或通过经验公式计算确定我矿工作面的支护强度。
1.工作面合理的支护强度，采用经验公式计算如下：pt=9.81hrk.式中pt为合理的支护强度，kn/m3；h为采高，m；r为顶板岩石容重，kn/m3；k为工作面支柱应该支护的上覆岩层厚度与采高之比，一般为4-8，应根据具体情况合理选取。开采煤层较薄、顶板条件较好、周期来压不明显、应选用低倍数；反之就选用高倍数。
2.工作面合理的支柱密度，可采用下列公式进行计算：n=pt/rt.式中n为支柱密度，根/m2；rt为支柱的实际支撑能力，kn/根。根据合理的支柱密度确定我矿的排柱距为1m*1m。
3.工作面合理的控顶距的选择：在满足安全生产的前提下，根据工作面实际条件选择控顶距坚硬顶板控顶距可适当增大，如我矿的c8煤层，可采用“见六回二”的管理方式；松软、缓慢下沉顶板可适当缩小如我矿的c9煤层；一般应采用“见五回一”的管理方式。
4.加强采面支护质量，特别是工作面来压时，要提高工作面支护强度，缩小工作面的排柱距，采用柱径更大的坑木或丛柱、木垛等特殊支护进行加固。用用单排或双排密集（密集与木垛、丛柱等结合）。如采用双排密柱切顶时，其中一排为预备密集；工作面采用密柱切顶，密集长度5-8 米，预备密集排数2 排，密集间隔0.3米，安全门宽度0.5米。木垛与丛柱的设置地点一般在采面的上下出口及应力集中区，必须加强木垛的设置管理。密集、丛柱、木垛的架设必须保持采空侧直线，木垛最好用方木架设，如用圆木接触点必须削平。
（二）特殊支护的质量如何得到确保，提出确保特殊支护的相关安全技术措施。
1.工作面上下出两个安全出口必须有专人维护，班长是第一责任人，必须经常检查出口的支护情况，确保退路畅通。
2.上下安全出口必须架设抬棚加强支护（反眼见煤点处应架棚支护），下出口必须有供人员上、下的梯子，所有出口必须保持畅通无阻。三角带、上下出口及工作面切顶线和构造带等应力集中区必须采用密柱、丛柱、木垛等特殊支护，班长和支柱工是第一责任人，矿各职能部门要深入生产现场，检查、监督及指导生产单位的顶板管理，发现问题及时汇报、处理。。
3.各队队长、班长及顶板管理工做好各自工作地点特殊支护的顶板维护工作，跟班队干每班做好顶板情况记录，顶板管理领导小组要每天检查记录情况，以便及时跟踪顶板管理情况，加强监督顶板管理工作。
4.矿每周进行一次安全大检查，各组组长及组员要认真检查作业点的顶板安全情况。安监、生产、通风及施工单位等部门的管理人员要经常深入生产一线，检查顶板安全情况，特别是重点检查特殊支护情况是否不折不扣落实到位。对存在的顶板安全隐患，检查人员必须填写处理措施及复查情况。在报表上写明检查时间、复查时间及复查人员，对检查出来的顶板安全隐患，施工单位必须按整改要求进行整改。对无故拖延或拒不整改的单位，矿将按相关规定对该作业点负责人进行处罚。
六、加强采面顶板管理的其它做法。
（一）回采工作面收尾时，必须制定安全措施。
（二）实行顶板管理奖惩制度，建立采面生产重大顶板安全隐患汇报奖励制度，经确认情况属实的给予汇报人奖励100元/次。对顶板管理标准化未达到要求的作业点，矿按情况给予一定的经济处罚。由于管理不到位，造成顶板安全事故时。矿将及时对相关责任人按矿有关管理规定进行处罚。
（三）建立顶板管理技能培训制度，通过安全活动日宣传党的“安全第一”方针，牢固树立“安全第一”的思想，强化顶板管理意识。
（四）矿每月召开一次顶板管理会议，由生产副矿长主持。会议主要内容：检查责任制、规程、规定的执行情况，对顶板管理出现的问题进行通报，总结经验、吸取教训，并提出下一步改进意见及计划。各队每月由队长主持召开一次顶板管理分析会，总结本队在顶板管理上取得的成绩及存在的问题，解决生产过程中存在的问题及地质情况变化时采取的预防措施。。
（五）对矿各采煤作业点发生的一般顶板安全事故，生产副矿长必须及时组织安全、生产、通风及施工单位的有关人员召开事故分析会。针对事故进行深刻分析、总结，必须对相关责任人进行处罚和教育工作，并提出有效措施防止施工再次发生。
结束语：煤矿采煤工作面顶板管理工作技术含量大，只有掌握各类工作面顶板应力规律采取相应的管理措施，切实提高顶板管理的技术水平，增强各级人员的责任心，才能严防顶板事故的发生。
