煤礦采煤工作面初次放頂技術分析

張芝林

（畢節中城能源有限責任公司肥田煤礦，貴州 畢節 552100）

引言

煤礦采煤工作面的初次放頂技術在確保安全方面和提高工作效率方面具有重要意義。采煤工作需要高度組織和協調，以確保礦產資源的最大利用。如果初次放頂技術得當，礦工們可以更加順利地進行采煤作業，避免了頻繁地停工和修復工作帶來的時間浪費。這有助于提高采煤工作面的生產效率，同時降低了生產成本。初次放頂技術還可以減輕環境影響。煤炭開采對環境造成了嚴重的影響，如水土流失、土壤污染等。通過采用初次放頂技術，可以有效地減少對自然環境的破壞。采煤之前的支護工作可以防止煤礦巷道的坍塌，減少煤塵和有害氣體的排放，保護周圍環境的健康和生態平衡。因此，要加強對初次放頂技術的研究和應用，積極推動煤礦行業的可持續發展。

1 采煤工作面初次放頂技術

1.1 直接頂自行冒落的初次放頂

采煤工作面初次放頂技術是煤礦開采中非常重要的一項工作，它能夠保障礦工的安全，提高采煤效率。其中，直接頂自行冒落的初次放頂技術是可以避免采煤工作面持續放頂和集約安裝初次支架的一種高效可靠的方法。直接頂自行冒落的初次放頂技術主要是通過合理利用采煤工作面頂板和直接采取合適的措施，使頂板自行冒落，形成支撐，并達到保持工作面穩定、安全的目的。首先，該技術要求在頂板上進行合理的鑿孔開眼工作，形成合適的破碎帶，使頂板的自行冒落受到控制。通過對頂板進行鑿孔開眼，可以使頂板形成均勻的破碎帶，減少控制冒落的難度，并且實現更為穩定的初次放頂。其次，直接頂自行冒落的初次放頂技術還需要合理選擇合適的支架材料和放頂位置。選用高強度、防爆、抗磨損的材料，確保支架的穩定性和持久性。同時，根據煤層的特點和采煤工作面的需要，在合適的位置放置支架，使其能夠承擔工作面的重量，提供堅固的支撐。此外，直接頂自行冒落的初次放頂技術還需要合理選擇合適的頂板冒落措施。通過合理的水平支撐、局部破碎和撤離工作，使得頂板能夠在控制的范圍內自行冒落，并保持相對穩定［1］。

1.2 直接頂的強制初次放頂

直接頂的強制初次放頂是采煤工作中一項非常重要的技術。在采煤過程中，為了確保工作面的安全和穩定，必須進行初次放頂操作。直接頂是指采煤工作面上方的天然巖層或人工煤層。某礦回采工作面初次放頂，由于部分煤層頂板堅硬，放頂難度大，給安全生產帶來影響，采用強制初次放頂的辦法。上下順槽斷面6.4 m2，其中中寬2.6 m，中高2.2 m(梯形巷道)，采用錨桿支護長1.6 m，排間距0.8 m×1.0 m，開切眼長200 m，寬×高=3.0 m×0.8 m，木柱支護、排間距1.0 m×1.0 m，如圖1所示。

圖1 平面布置圖（1:2000）

在進行初次放頂操作之前，必須要對直接頂進行預處理，使其能夠承受采煤過程中的壓力和變形。直接頂的強制初次放頂就是在進行初次放頂操作時，通過應用適當的支護材料和技術手段，將直接頂加固并保證其安全穩定。采煤工作面的初次放頂是防止采煤過程中巖層失穩和坍塌的重要措施。在進行強制初次放頂之前，需先進行地質勘察和巖層穩定性評估，確定直接頂的類型和強度。然后，針對具體情況選擇適當的支護材料和裝備，如錨桿、支架和錨索，確保對直接頂進行有效的加固。在直接頂的強制初次放頂過程中，應嚴格按照操作規程和技術要求來進行［2］。

1.3 人工強制初次放頂

采煤是煤礦生產的重要環節，而采煤工作面的安全穩定則是保證采煤正常運轉的關鍵。初次放頂技術作為采煤工作面的支護措施之一，具有重要的意義。人工強制初次放頂技術更是其中的一種重要方法，以其在提高采煤工作面安全性和工作效率方面的突出表現，得到廣泛應用。人工強制初次放頂技術，是指在采煤工作面進行初次放頂時，采取人工控制的方式，對采煤工作面進行穩定支護的措施。這種技術的核心就是要利用高效的施工團隊，通過人工的力量和技術手段，迅速進行工作面支護，保證采煤面的穩定。人工強制初次放頂技術的優勢在于其快速性和靈活性。由于施工過程中完全依靠人工操作，可以根據工作面實際情況進行靈活調整，避免浪費時間、資源和人力。在采煤工作面初次放頂過程中，人工強制放頂能夠快速反應和修復支護的不穩定情況，確保短時間內完成放頂工作，保證工作面的安全性。此外，人工強制初次放頂技術能夠有效控制和防止采煤工作面的冒頂事故發生，在一定程度上提高了采煤工作面的施工質量［3］。

2 煤礦采煤工作面初次放頂施工中常見問題

2.1 工作面片幫、掉頂問題

在煤礦采煤工作面初次放頂施工中，工作面片幫和掉頂是常見的問題。這主要源于以下原因：首先，地壓力與頂底板的力學性質不匹配。煤礦工作面的地層往往存在不均勻的地質構造和力學性質。當煤層的強度和頂底板的穩定性不匹配時，工作面容易發生片幫和掉頂的情況。其次，采煤工藝參數的選擇不合理。選擇不合理的開采參數，如開采高度、進刀深度、掘進速度等，可能導致煤層頂板的失穩和破壞，從而引發片幫和掉頂問題。

2.2 通風斷面問題

通風是煤礦采煤工作面運行的重要條件。然而，在初次放頂施工中，通風斷面的設計和管理往往存在問題。這可能導致以下情況：首先，通風斷面設計不合理。通風斷面的大小和布局，對煤礦工作面的通風效果至關重要。如果通風斷面設計不合理，可能導致通風不暢、局部氣流混亂等問題，影響工作面的正常運轉。其次，通風設備維護不到位。煤礦通風設備的正常運行對保障通風斷面的有效性至關重要。如果通風設備未經及時維護和保養，可能導致設備故障、通風效果降低，甚至給礦工帶來安全隱患。

3 煤礦采煤工作面初次放頂施工的優化措施

3.1 加強工作面片幫、掉頂的管理

煤礦采煤工作面是礦山生產的核心區域，其施工的質量和安全對于整個礦山的正常運營至關重要。在煤礦采煤工作面初次放頂施工中，加強工作面片幫、掉頂的管理是極為重要的。片幫管理是保證工作面整體穩定的關鍵。煤礦采煤工作面施工過程中，片幫是支撐和固定煤礦巷道壁巖，防止巷道塌方的重要裝置。加強片幫的管理可以提高工作面的穩定性，減少工作面事故的發生。加強對片幫材料的選擇和使用的監管。片幫材料的質量直接影響到工作面的穩定性和安全性，在初次放頂施工中，應嚴格控制片幫材料的質量，確保其符合國家標準和礦山安全要求。確保片幫材料的正確使用，避免在施工中存在疏漏和錯誤。在片幫施工完成后，需要對施工質量進行檢驗和驗收，確保片幫的質量符合要求。檢驗和驗收的過程中，應注意對片幫的固定效果、承重能力等關鍵指標進行檢查，及時發現并處理存在的問題，確保工作面的穩定和安全。

同樣重要的是，加強掉頂的管理是確保工作面施工安全的關鍵。掉頂是指煤礦采煤工作面頂板上的煤層或巖層破碎、下滑或坍塌的現象，是工作面事故的主要隱患之一。加強掉頂的管理可以有效地預防和減少工作面的掉頂事故。具體而言，可以采取以下措施來加強掉頂的管理。首先，加強對工作面地質情況的調查和評估。在施工前，需要充分了解工作面所處的地質條件，包括煤層的厚度、傾角、構造及存在的巖層等信息。通過詳細的地質調查，可以為工作面的施工提供可靠的地質基礎，從而減少掉頂事故的發生。其次，加強對掉頂隱患的監測和預警。在工作面施工過程中，應設置掉頂監測系統，實時監測工作面的地質變化和掉頂隱患的形成。一旦發現掉頂隱患，及時采取措施進行處理，并通過預警系統向工作面人員發出警報，確保他們的人身安全。最后，加強對工作面施工人員的培訓和安全意識的提高。工作面施工人員是施工安全的主體，他們的專業知識和安全意識水平直接影響到工作面的安全施工。因此，應加強對工作面施工人員的培訓和教育，提高他們的安全意識和應急處理能力，從而確保工作面的施工安全。

3.2 加強通風斷面問題的管理

煤礦采煤工作面是煤礦開采的核心區域，也是事故易發區域之一。在工作面放頂施工過程中，由于巷道狹窄、瓦斯積聚等原因，通風斷面管理變得尤為重要。有效的通風斷面管理可以保障工作面安全，提高采煤效率，減少事故風險。首先，煤礦管理部門應加強對通風斷面進行規范管理。制定相應的管理制度，明確通風斷面管理的責任人和職責，明確通風斷面管理的流程和要求，確保管理工作的有序進行。同時，加強對操作人員的培訓和教育，提高其對通風斷面管理的意識和技能水平，增強其安全意識。其次，要加強對通風設備的維護和管理。對通風設備進行定期檢查和維護，確保其正常運轉。及時修理和更換老化和損壞的設備，保證通風系統的暢通。制定完善的保養計劃，對設備進行定期的保養和維修，以保證其長期穩定運行。此外，要加強對通風斷面的檢查和監測。定期對通風斷面進行檢查，及時發現和處理通風斷面中的問題。采用適當的監測設備，對通風斷面的氧氣含量、瓦斯濃度等指標進行監測，確保通風環境的安全。

4 結論

采煤工作面初次放頂技術對于煤礦安全生產具有重要意義。在煤礦開采過程中，采煤工作面的初次放頂是確保礦井安全的關鍵環節之一。煤礦企業應根據實際情況選取適合的初次放頂技術，并且加強對施工人員的培訓，提高施工人員的技術水平。同時，加強頂板控制工作，確保礦井在采煤過程中的安全穩定。只有這樣，才能有效預防事故的發生，保障煤礦作業人員的生命財產安全。