国家能源集团神东安监局 内蒙古鄂尔多斯 017209
摘要：近年来，随着我国社会经济的发展，人们对煤矿能源的需求量逐渐增加，截至2019年国内原煤生产量达到了37.5亿吨，在我国，四川、贵州、山西、陕西、内蒙古等省煤炭储量丰富，相应的，也是煤矿安全事故多发的省份。而在煤矿的五大灾害中，最常见的就是顶板事故。据不完全统计，2019年全国煤矿事故死亡起数170起，死亡人数316人，其中：顶板事故32起，死亡72人，尽管顶板事故逐年减少，但是显而易见的，顶板事故还是占有着较大的比重，因此，防治煤矿顶板事故的发生是煤矿开采过程中安全生产的重要环节。所以，为了煤矿采掘过程中的顶板安全，降低煤矿工人在作业期间面临的危险系数，就要改善采掘工作面顶板管理问题。本文就对煤矿采掘工作面顶板安全事故防范措施进行深入探讨。
关键词：煤矿；采掘；顶板；安全事故
煤矿采掘的任何一个环节都有可能造成严重的安全事故，工作面顶板安全事故在所有煤矿事故中又占有较大的比重，因此，加强工作面顶板的安全管理，能够有效减少煤矿采掘工作事故的发生，从而保证煤矿采掘工作的质量和人员安全，提高企业的经济利益。因此，做好煤矿采掘工作面顶板管理对于煤矿企业的安全生产具有重要意义。
1、工作面顶板的划分
了解工作面顶面的分类是进行问题研究的关键。专业的角度研究中，在中国煤炭资源的开采任务里面主要的评价准则是冒落，煤炭资源开挖工作面的工作面顶板的程度来划分的。一般来说共有五种工作面的顶板：容易冒落的工作面的顶板，不易冒落的工作面的顶板，困难的冒落的工作面的顶板，极难掉落的工作表面顶板的上表面以及可弯曲性的工作表面顶板。第一个是容易冒落的工作面的顶板。容易冒落是因为，非常疏松的岩层都集中在煤矿的顶层，结构不稳固并且十分疏松。回柱后，工作表面的顶板将立刻掉落下来，甚至在矿区都填满了。其次，工作表面的屋顶表板易掉落。原因是，尽管与回柱后像易掉落的工作面顶面相同掉落并在采煤区进行充填，可是因为它的厚度更小并且顶板的上层很牢靠。旧的顶部离掉落仍然要经历很长的时间，并且一直都是悬浮在空中，前后塌陷之间的时间间隔造成离完全垮落的时间很长，并且采矿工作会定期进行。此外，它是难以脱落的工作面顶板。由于这样的顶板在煤层上还是覆盖了老的顶板，因此开采面积的上下间落差太大，并且工作面的下沉速度变慢。在工作之前，针对这种情况制定相应的应急计划。紧随其后的是难以掉落的工作面顶板。这种类型的顶板因为其中的岩层更坚固更硬，上部岩层太紧，以至于它可以在采矿过程中为采矿者提供足够的采矿间隔空间。但是坠落一旦发生就无法避免的造成严重伤害。有一个工作表面顶板是可延展的并且可以弯曲。当这个顶板冒落时，形成破裂块，并且破裂块和破裂块是相互牵连，造成重大危险的可能性较低。
2、煤矿采掘工作面顶板管理问题分析
对传统煤炭资源的需求是非常大的，许多公司渴望短期获利，他们没有对工作面顶板的管理问题进行研究就进行煤炭的开采。一般而言，在煤矿作业过程里面，作面顶板管理不当和许多问题和危险的出现关系紧密，采矿事故有时候就是因为顶板产生。所以，采煤工作面顶板管理问题的研究是非常有必要的。
2.1顶板岩层的问题
一般来说，进行采煤工作面的顶板管理，经常会出现顶板冒出的问题。通过研究可以得出，冒顶问题的产生于屋顶上岩层的结构及性质脱不了干系。在采煤过程中如果顶板的岩石非常疏松且软，尤其是在开采的时候碰到了岩石结构松软，则对于工作面的平衡和稳定性都产生极大考验，进一步产生挤压和扭曲。对于井下作业人员的人身安全而言这两个方面都是具有极大的威胁。
2.2地质结构的问题
一般而言，人开通过开采地下岩层来进行煤矿资源的开采。所以，在煤炭资源的时候，受到地质构造等因素的影响是无可厚非的。顶板上土石厚度的增大会引起较大的分力，使在顶板上的压力得到增大，从而引起一定的变形。这将对开采煤矿资源的安全和稳定产生极大的威胁，甚至会导致工作空间的瓦解。我们对这个问题注意因为产生的后果是我们无法想象的。
2.3支护的问题
煤矿开采过程中，采掘工作面的支护工作跟进不及时，或者空顶作业，尤其是进行过破碎带、贯通等施工工作时，安全措施不到位；支柱被碰倒或者放炮被崩倒，没有积极的采取补救措施，很容易发生冒顶的危险。
支护质量差这方面的因素很多，例如锚杆插入深度不够，锚固力没有达到标准，锚喷巷道厚度不足，顶板有顶煤遗留现象，支柱架设在浮煤（矸）上等等。当顶板来压时，穿顶插底或者支柱摧倒，支撑作用有限，容易发生冒顶。如果巷道修理时所用的材料不合规格，支设强度较低，操作程序不对，也很容易发生冒顶危险。
2.4采煤方法不合理的问题
由于有限的经济实力，除了国有大型的煤矿之外，有很多私人的中小型煤矿，其技术力量不足，对煤矿的地质情况、支设情况等都了解不足，往往是边采边探，破坏了巷道四周的围岩应力，支护及巷道的压力增加，工作面露顶面积过大，支护不及时造成空顶或者空帮现象。顶板来压时，岩层松散。并且，有时候开采顺序不当，留设的煤柱达不到标准，煤层的稳定性也遭到破坏，极易发生冒顶危险。
2.5不遵循正规循环作业的问题
受瓦斯及地质条件等影响，工作面常常不能保证正规循环作业方式，导致推进的速度较缓，自然顶板垮落步距及规律被打乱，顶板的压力作用时间长，支护支撑不力，即发生冒顶。
2.6与地下水有关的问题
尽管这方面产生的影响不是很大，但还是有必要关注地下水的循环运动以及地下结构中的水分的含量对影响施工的可能性大小。
不然地质结构的塌陷和岩层系统的崩溃是很有可能产生泥石流的。其中，较高概率发生的缘由是岩体的下落致使顶板的冒落出现而引起的，并且使岩石的强度降低，从而导致工作面的安全性和稳定性下降。它还需要详细的调查和分析。
2.7其他问题
开采管理不规范，进行煤矿开采时，必须编制作业规程或者有针对性的安全措施，如果只是生搬硬套，只是编制一般的、通用的、格式化的规程或者技术措施，针对性不足，对事故的发生和工程顺序不能够进行有效的防治和控制。
安全意识不足，管理跟不上多起顶板事故的后期调查证明，很多时候都是对“安全第一”的第一原则认识不足，对安全管理抓的不力，麻痹大意，违章作业，从而导致事故的发生。
3、煤矿采掘工作面管理优化措施
3.1前期加强对地质构造的调研和分析
进行煤矿开采之前，首先要对矿区范围内的地质构造进行调研和分析，重点调研煤层顶板的变化情况，其岩性、煤层结构等情况，并且将能够影响到顶板变化的地质因素、分布区域等要在采掘图上标注，并且随时补充、修改。
3.2采用合理的支护方法
煤矿由于所处的地理位置不同，其煤层的贮存条件以及顶板的特点都是不同的，应该根据实际的岩层情况，坚持使用前探梁，应用松动圈理论，对支护方法改进，增强对围岩的应力检测。巷道放炮之后，首先进行临时支护，尽量降低空顶时间；合理选择工作面的支护方法，据其顶、底板的力学性质；特殊的区域范围可以采用锚喷的方式，或者可缩性的支设，联合的支护方法等多种方法提高顶板和巷道的稳定性和安全性。除此之外，还有加强顶板支护技术措施的落实，实时的应用新的采掘技术，合理安排开采方法，加强地质测量工作等方法来积极有效的预防顶板事故的发生。
3.3加大掘进面和巷道顶板安全管理
根据先进的技术来加大掘进面的管理，可采用光爆锚喷和“三小”技术，以及许多技术。在面对硬岩巷道，还有软岩巷道需使用先进的技术，从而加强其设备的安全性与稳定性。其次，其适用的技术类型应该结合巷道的稳定性与锚杆长度来选取，保障前探梁的安全且正常的适用，通常情况，把一些硬度相对高的岩石与石灰岩除外，当进行巷道开采中截图需运用前探梁技术。
3.4提高技术人员能力
操作人员素质与能力直接影响后续操作成果和操作成效，也容易对整体安全带来一定的影响作用，为了有效规避相关风险以及不足的问题，需要不断提升技术人员的实践能力，从细节处完善施工，进而保障安全效果。在具体操作过程中需要从操作安全、操作质量两个方面来提高技术人员能力，可对人员进行专业的技术培训，增强其操作能力，只有这样才可以保障最终效果，规避常见的问题和不足之处，提高最终操作成效。由此可见，这些操作是应对相关因素及有关问题最为关键的一部分内容，需要客观认识然后采取实际措施有效落实，规避常见风险和安全问题。
3.5建立完善的安全生产管理规章制度
要依据煤矿安全生产的相关法律法规，结合矿井的实际情况，制定切合实际的安全生产管理制度，对各个岗位等都有明确的岗位职责规定，有现场跟班制度、矿井检查养护制度等，做到环环相扣预防煤矿顶板事故，发生疏忽有“法”可依。
3.6加强现场管理
一般发生煤矿顶板事故时，都是在采掘工作面，因此，现场管理做得好很大程度上能够预防煤矿顶板事故。首先，安全管理层必须对矿井的煤层、结构、顶板等的情况做到了如指掌，定时巡查每个工作面时，能够及时的发现顶板管理存在的隐患，及时整改，排除隐患；一线的采矿人员应当具有一定的技术和素质，我国的很多中小煤矿的一线采掘人员都是未经培训的工人，也一定程度上加大了煤矿顶板事故发生的几率，在进行采掘工作时能够预防顶板事故；指定专人在安全地点观察顶板的情况，一旦有事故预兆，及时排除或者通知撤离人员。
3.7加强安全教育和培训，提高安全意识
预防煤矿顶板事故最基本的就是要提高煤矿各员工的的安全意识，加强相关从业人员的安全教育和培训，组织员工学习正确的操作规程及法律法规。通过安全教育提高其安全生产的自觉性，并且积极主动的做好预防煤矿顶板事故的各项工作。并且定期对员工培训顶板事故的危害、预防等内容，将顶板事故消灭在萌芽状态，扼制顶板事故的发生。
4、结语
虽然煤矿采掘工作面顶板安全事故的发生是难以完全避免的，以人类现在的认知能力和科学技术水平还无法实现对它的全面防治，但是，只要我们在采掘作业中做到“严”字当先，一切遵照规章制度的要求，一切遵循操作规程的规定，不存在任何麻痹大意思想，不抱有任何侥幸心理，不断创新安全防范技术，不断引进先进生产设备，就一定能够有效遏制安全事故的发生，将事故造成的危害降至最低。
参考文献
[1]闫建宙.采煤工作面顶板安全管理及预防措施的探讨[J].化工管理，2017(18).
[2]刘邦强.煤矿采掘工作面顶板管理问题探析[J].科技与创新，2016(6).
[3]贺立岳，种志敏.煤矿采掘工作面顶板管理问题的处理策略研究[J].科技尚品，2016(1).
[4]宋文财，煤矿常见顶板事故的发生原因及防治对策[J]，山东煤炭科技，2010（3）