煤矿复采工作面顶板管理措施

　　《煤矿安全规程》第五十条规定:采煤工作面必须保持至少两个畅通的安全出口，一个通进风巷，一个通回风巷。开采三角煤、残留煤柱，不能保持2个安全出口时，必须制订安全措施，报企业主要负责人审批。邵武煤业公司晒口煤矿地质构造复杂，煤层赋存不稳定，煤层厚度从0.3米一20米不等，造成晒口煤矿复采工作面在生产布局上普遍难以达到规程规定的严格意义上的两个安全出口生产方式。于是，以规程规定的“开采三角煤、残留煤柱，不能保持2个安全出口时，必须制订安全措施，报企业主要负责人审批”的方式组织生产。因此，复采工作面的顶板管理显得尤为重要。

　　一、复采工作面顶板矿压显现规律及顶板事故原因探讨

　　(一)复采工作面顶板来压、冒落的特点

　　1、初次来压和周期来压

　　晒口煤矿现有的复采工作面均采用高落式采煤法，沿煤巷走向送顺槽，然后由里往外依次每隔8米补毛峒放顶，后退式开采。复采工作面由于是采三角煤和残留煤柱原来的顶板己遭到破坏或是压力集中区，直接顶初次放顶后，如果直接顶垮落不能填满采空区，老顶就像“梁”一样架在两边煤柱上，并支撑着上面的岩石重量，当工作面继续落煤，直接顶就冒的越大，老顶悬露的面积也越来越大，当悬臂梁的自重作用力超过岩层本身抗剪强度时，“梁”的平衡受到破坏，老顶折断垮落，它给工作面一个很大的突然压力，即顶板的初次来压。老顶初次垮落后，随工作面继续采动，老顶呈悬梁状态存在，当悬臂长度达到一定时间，折断垮落。随工作面采动影响和悬臂时间的推移，这种垮落有规律、周期性地发生，称为顶板的周期来压。老顶在初次来压和周期来压时，垮落步距较大、面积大、强度高，并且可能伴随发生动压冲击，矿压显现较强烈，一般具有以下特点:

　　一是由于老顶的剧烈活动，使工作面顶板下沉量和下沉速度急剧增加;二是支架受力猛增，出现顶板破碎、裂缝、片帮甚至工作面出现台阶下沉等现象;三是老顶折断垮落时，在采空区深处先产生沉闷雷声，继而采空区出现掉碴，垮落时伴有暴风。

　　2、初次放顶特点

　　煤层在开采之前，它同岩层在各个方向受力是平衡的，掘出开切眼后，岩层受力平衡状态遭到破坏，围岩移动变形，寻求新的应力平衡，在顶板上方形成了暂时平衡的岩石松动圈，这时工作面支架主要支撑的是松动圈内岩石和煤层重量。工作面放顶开始落煤时，隧着煤层下落，空顶范围变大，松动圈逐渐扩大，支架受力很快增加，这时如不采取措施，岩层压着煤层就会压垮支架，以致发生冒顶事故。因此，残采工作面放顶落煤时，只能放一茬炮，然后将浮煤出空，就必须及时往后退，因为顶板已破坏过一次，直接顶随煤层垮落一段时间后就会垮落，这就是晒口煤矿采煤工作面初次放顶。如果顶板岩石不自行垮落，浮煤就不能出空，等下次再复采，而且必须留有足够的煤柱支承顶板。直接顶初次放顶的特点有:一是工作面空顶面积较大，压力集中在最迎头的支架，承受的压力较大;二是原有顶板己遭破坏，初次放顶时，顶板再次受采动影响，顶板冒落快，冒落范围也较大。

　　(二)复采工作面发生顶板事故原因分析

　　1、顶板初次来压和周期来压发生顶板事故的原因

　　①来压前，由于支护强度不够，造成直接顶与老顶离层，来压时，老顶对直接顶形成冲击引起推垮工作面事故;

　　②工作面支护强度不够，老顶来压时，压垮工作面，造成事故;

　　③来压前，支承压力的集中，使老顶断裂线附近顶板破碎，当没有防止冒顶措施时，来压时易发生局部冒顶事故;

　　④来压时造成煤壁大量片帮，当开采厚度较大时，片帮煤容易造成埋人、伤人事故。

　　2、放顶时发生顶板事故原因分析

　　①毛峒间距小、煤柱少、顶板跨距选择过大时，放顶前顶板压力大于煤柱支承力和支护阻力，易发生压垮工作面的顶板事故:

　　②初次放顶面积过大，顶板垮落时冲击力大，容易推倒支柱而造成冒顶;

　　③初次放顶后，直接顶没有完全冒落，就继续采煤，使控顶面积越来越大，容易造成冒顶事故;

　　④开采巷道布置不合理，造成顶板压力向局部支柱集中，造成局部顶板破碎，而容易发生局部冒顶事故;

　　⑤支柱未按要求支设，初撑力不足，造成顶板下沉量过大或支护阻力较小，放顶落煤后，造成工作面支柱撑不住顶板而发生冒顶事故;

　　⑥进入空顶区进行打眼、放炮、放顶出煤。

　　二、实现复采工作面安全生产的措施

　　(一)强化技术管理夯实顶板管理的基础工作

　　根据复采工作面的地质条件和顶板情况优化设计方案，经过多次试验探索得出:晒口煤矿上下顺槽间距为60m，毛峒间间距为6-8m布置复采工作面的巷道;主顺槽和主上山采用松木直径为16cm的梁和腿，棚距不大于65cm，毛峒采用直径为12—14cm的梁和腿，棚距不大于70cm的支护方式较为合理。

　　2、放顶落煤时，必须严格规定炮眼规格，装药量及放炮步骤，防止崩倒支架。

　　3、加强复采工作面工人的技术培训工作，确实掌握工作面顶板冒顶的预兆，一旦发现冒顶预兆，现场人员能迅速采取有效应急措施。

　　(二)加强现场管理，严把复采工作的工程质量关。

　　1、严格把握复采工作面的支护工程质量关，做到质量不合格不验收。由安监员对每个采煤面的支护质量进行安全检查，实行动态管理。

　　2、利用掌握的复采工作面初次来压和周期来压规律，在来压前采取加强支护的措施，如钉拉条、打双抬棚、开口对面设抗压棚({亢侧压)等。生产矿长组织实施，安监部门负责监督。加强工作面迎头和安全出口支护，这是顶板事故多发区和多发段，是顶板管理的重点部位，也是顶板管理的重中之重。

　　3、把好复采工作面后撤线路巷道的维修关。由于复采面只有一个安全出口，必须保证后撤线路的安全畅通。每班上班前，班长必须带两保工人从外往里检查工作面巷道支护情况，班中指派专人对工作面后撤线路支护情况进行检查，发现问题，及时修护。

　　4、加强支护质量与顶板动态监测。支护质量与顶板动态监测是预防管理科学之一，通过对采煤面各部位顶板动态、支护质量和不安全因素及其变化规律进行监测和预报，及时制定可行的防范措施，可做到有效地控制顶板。

　　(三)建立健全顶板管理制度

　　健全的管理制度，是科学管理顶板技术和经验的结晶。根据矿井综合情况，制定顶板管理系列标准和规范，作为日常顶板管理工作的依据，保证顶板管理工作的有章可循，有法可依。另外，制度一旦制定下来，就要加大执行力度，不折不扣坚决执行，这样才能达到预防顶板事故的目的。

　　掌握复采工作面顶板来压特点和发生顶板事故原因，技术措施完善可行是顶板管理的基础，生产现场管理到位是搞好顶板管理工作的保证，健全顶板管理制度是顶板管理的有效手段，这三个环节环环相扣，链式配合，方能有效进行煤矿顶板管理，防止顶板事故的发生。