張 濤

（山西潞安環(huán)保能源開(kāi)發(fā)股份有限責(zé)任公司常村煤礦， 山西 長(zhǎng)治 046000）

1 煤礦井下綜采工作面頂板存在的安全問(wèn)題

1.1 地質(zhì)條件問(wèn)題

通過(guò)對(duì)工況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，頂板與相應(yīng)的煤礦講下地質(zhì)狀況之間存在一定的聯(lián)系，對(duì)于不同材質(zhì)的巖層頂板，其安全性各有千秋，如表1 所示。假如煤層自身存在裂縫，那么將給煤層帶來(lái)更多的應(yīng)力。從而出現(xiàn)形態(tài)不同的游離巖塊。這樣在實(shí)施支護(hù)保護(hù)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)區(qū)域傾斜的現(xiàn)象[1]，由于頂層壓力過(guò)大出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，最終出現(xiàn)冒頂事故。

表1 頂?shù)装鍘r層分析

1.2 支護(hù)材料與施工技術(shù)問(wèn)題

由于煤礦井下綜采需要借助專業(yè)人員技術(shù)，從支護(hù)作業(yè)以及相應(yīng)的施工技術(shù)來(lái)講，這些措施都會(huì)給頂板安全帶來(lái)較大的影響。因此，相關(guān)工作人員必須充分考察礦井地質(zhì)與工作環(huán)境，這樣才可以實(shí)施切實(shí)可行的工藝技術(shù)[2]，能夠有效地降低頂板安全隱患。與此同時(shí)，由于頂板所選用的材質(zhì)與頂板的安全性正相關(guān)，尤其對(duì)于大型頂板，必須充分考慮壓強(qiáng)的承載能力[3]，這些都都會(huì)對(duì)掘進(jìn)工作效率產(chǎn)生影響。

1.3 工作面冒頂問(wèn)題

由于采煤時(shí)必須用到采煤機(jī)，這樣就會(huì)出現(xiàn)拆除不適應(yīng)的支護(hù)架，在拆除的過(guò)程中往往出現(xiàn)頂板松動(dòng)的情況，當(dāng)拆出之后回采面失去相應(yīng)的支護(hù)[4]，這樣將導(dǎo)致頂板出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。

1.4 頂板破碎問(wèn)題

在煤礦下實(shí)施爆破時(shí)，往往對(duì)爆破位置的巖層產(chǎn)生破壞，這樣使得巖體周圍出現(xiàn)變換，最終出現(xiàn)頂板坍塌或者增加頂板冒頂?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。

1.5 巷道冒頂問(wèn)題

在巷道采煤過(guò)程中，假如未設(shè)置相應(yīng)的支護(hù)，往往會(huì)出現(xiàn)頂層坍塌。當(dāng)工作在支護(hù)支架周圍[5]，并且支護(hù)不穩(wěn)定，那么將會(huì)給巷道巖體產(chǎn)生坍塌事故。

2 煤礦井下綜采工作面頂板的管理

2.1 巷道臨時(shí)支護(hù)材料的管理

以潞安集團(tuán)某煤礦進(jìn)行研究，此集團(tuán)在礦井巷道施工過(guò)程中，選用臨時(shí)施工的方式：

1）對(duì)于矩形錨網(wǎng)巷道而言，當(dāng)實(shí)施臨時(shí)支護(hù)保護(hù)時(shí)，先用吊環(huán)作為支護(hù)材料，材質(zhì)為Φ22 圓鋼，并且配置有Φ22 螺帽，數(shù)量為2 個(gè)，采用雙層焊接的方式將吊環(huán)和螺帽實(shí)施焊接。接著計(jì)算巷道面積，通常選用5.5 m 為分界點(diǎn)，這樣能夠依據(jù)不同的巷道，實(shí)施對(duì)應(yīng)的支護(hù)保護(hù)。假如寬度不小于5.5 m，那么這時(shí)支護(hù)材料可以選取3 根前探梁，并且每根梁之間的距離設(shè)定為1.5～2 m，對(duì)于臨時(shí)支護(hù)而言，相對(duì)應(yīng)的大板參數(shù)為：長(zhǎng)、寬、厚分別為：4.0 m、0.3 m、3 cm。假如巷道寬度不大于5.5 m 時(shí)，那么這時(shí)支護(hù)材料可以選取2 根前探梁，并且每根梁之間的距離設(shè)定為1.5～3 m，對(duì)于臨時(shí)支護(hù)而言，相對(duì)應(yīng)大板的長(zhǎng)、寬、厚分別為3.5 m、0.3 m、3 cm。

2）對(duì)于拱形巷道與架棚巷道而言，使用臨時(shí)支護(hù)進(jìn)行保護(hù)。對(duì)拱形巷道而言，通常借助卡子把兩個(gè)探梁分別固定在棚梁，并且梁間距控制在1.2 m 的范圍內(nèi)。對(duì)于架棚巷道而言，通常依據(jù)巷道的特點(diǎn)實(shí)施支護(hù)保護(hù)，對(duì)于寬度不大于5 m 的，相對(duì)應(yīng)的大板參數(shù)為：長(zhǎng)、寬、厚分別為：2.5 m、0.3 m、3 cm。對(duì)于寬度小于5 m的，相對(duì)應(yīng)大板的長(zhǎng)、寬、厚分別為3 m、0.3 m、3 cm。

3）對(duì)于特殊巷道對(duì)應(yīng)的臨時(shí)支護(hù)，通常地質(zhì)容易出現(xiàn)大面積斷面的，往往需要實(shí)施臨時(shí)支護(hù)，必須設(shè)置防迎頭片幫裝置。假如斷面和底板之間的距離不小于1.5 m 時(shí)，首先對(duì)其實(shí)施防護(hù)管理，并且相應(yīng)的大板參數(shù)寬高必須大于0.3 m 和3 cm，對(duì)應(yīng)的寬度應(yīng)該超過(guò)巷道寬度的60%[6]。

同時(shí)，嚴(yán)格規(guī)范臨時(shí)支護(hù)的安裝步驟。在安裝支護(hù)材料過(guò)程中，必須對(duì)前探梁實(shí)施嚴(yán)格的檢查，需要確定材料以及各個(gè)環(huán)節(jié)的是否連接完好，相應(yīng)的工作人員必須具有完善的背頂材料，從而可以落實(shí)敲幫問(wèn)頂工作。接著實(shí)施網(wǎng)片的鋪設(shè)以及相應(yīng)的連接，與此同時(shí)安裝吊環(huán)，等完成安裝吊環(huán)之后，必須進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，從而保障緊固件發(fā)揮作用。當(dāng)已經(jīng)完成前探梁架安裝，依據(jù)相應(yīng)的工程需要鋪設(shè)大板，可以使用木楔將其背實(shí)。

2.2 棚頂頂板的管理

棚頂頂板對(duì)于綜采工作面的安全問(wèn)題起著非常重要的作用。通常在制定支護(hù)保護(hù)時(shí)，往往需要參考煤層頂板高度與端面距離。假如頂板和店面之間的距離有1 m 時(shí)，棚頂?shù)募庸谭绞酵ǔＪ褂勉@眼插鋼針?lè)?，假如在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，出現(xiàn)端面和對(duì)應(yīng)的冒落高度兩者參數(shù)不匹配，那么需要實(shí)施頂棚支護(hù)幫助措施，這樣能夠防止出現(xiàn)“零皮”問(wèn)題，從而保障工作人員的安全性。簡(jiǎn)而言之，通常可以從冒落區(qū)一側(cè)著手，可以把工字鋼與輸送機(jī)擋煤板安裝于外側(cè)，與此同時(shí)還必須保證冒落區(qū)一側(cè)頂住煤壁，對(duì)于頂板的壓力通?？梢允褂们脦蛦?wèn)頂作業(yè)實(shí)現(xiàn)。為了能夠更好地保障預(yù)防頂板在應(yīng)用過(guò)程中，出現(xiàn)二次冒落現(xiàn)象，首先使用單體液壓支柱實(shí)施保護(hù)，這樣能夠運(yùn)用鋼梁進(jìn)行支柱保護(hù)。對(duì)于假頂進(jìn)行支護(hù)作業(yè)時(shí)，鋼針的插入?yún)?shù)為：間隔距離保持在0.5～0.7 m 范圍內(nèi)，使用鐵絲網(wǎng)將鋼針和方木進(jìn)行加固，這樣不僅可以有效地提高支護(hù)的作用，而且能夠避免不必要的安全事故。

2.3 綜采工作面與巷道頂板支護(hù)的管理

在實(shí)施支護(hù)管理時(shí)，必須嚴(yán)格依據(jù)巷道巖體形式選取對(duì)應(yīng)的支護(hù)方式。舉例說(shuō)明，對(duì)于硬、軟巖巷道，通?？梢赃x用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)，并且需要使用小鉆頭、小錨桿等技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)巷道頂板的安全管理[7]，有效地降低風(fēng)險(xiǎn)概率。在松動(dòng)范圍設(shè)置方面，通常需要參考巷道地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)相應(yīng)的松動(dòng)范圍（見(jiàn)表2），這樣可以起到巷道頂板的保護(hù)。

表2 不同質(zhì)地巷道的松動(dòng)范圍設(shè)置

3 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)施支護(hù)保護(hù)時(shí)，需要參考工程實(shí)際情況?？茖W(xué)有效的支護(hù)措施往往需要參考巷道地質(zhì)，比如巖層性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，與此同時(shí)要求提前設(shè)計(jì)好頂板，從而依托完備生產(chǎn)條件為作業(yè)安全提供保障，最終達(dá)到頂板的安全管理。