煤矿顶板事故成因分析及防治措施

煤矿顶板事故成因分析及防治措施

刘汉庚

中煤华昱国兴煤业， 山西朔州 036800

摘要：在煤矿开采过程中受到环境、人员等多方面因素的影响，容易发生事故。随着时代的发展和社会的进步，在各行各业发展的过程中国家越来越重视安全监管。在煤矿施工过程中地下开采环境复杂，并且容易受到其他因素的制约，从而引发顶板事故。由于煤矿采空区顶板需要承受较大的应力，因此成为煤矿事故的高发区，加强采空区顶板灾害分析与评价，对提高煤矿的安全生产水平具有十分重要的意义和作用。所以需要加强顶板事故发生成因分析，这样才可以结合实际加强事故的风险防控，进而全面提升煤矿开采的安全性，树立良好的社会形象。加强煤矿顶板事故成因分析及防治措施探究具有重大的现实意义和社会价值。据统计，采煤生产过程中发生的各种安全事故是三分之二的顶板事故，即采煤面的70%是顶板事故。由此可见，如何防治煤炭顶板事故是当务之急，防治煤炭棉顶板事故是科学合理的，对煤炭事业的安全生产、高质量生产和高效生产起着至关重要的功能和作用。所以需要煤矿企业加强事故方面的分析研究，总结经验并积极探索科学的防治措施，这样才能最大限度降低发生风险的可能性。本文围绕煤矿施工，研究煤矿区域顶板事故的原因，可能影响顶板安全管理的因素，并制定防止顶板事故的安全措施。提高煤炭开采安全性，减少事故发生，开采煤炭，使其进入新阶段，并结合实际围绕煤矿顶板事故如何防治提出了具体的对策，以供参考。

关键词：顶板事故；煤矿；原因；防治；形成；对策

1.采煤工作面顶板事故的主要类型

1.1 冲垮型顶板事故

煤矿工作面发生的崩塌型顶板事故，通常在岩层坚硬的地质中发生更多。这是因为大型高刑区的悬索板和相应的冲击作用，加上外力的冲击，必然会损坏煤炭面板。特别是纹理坚硬的岩层容易崩塌或破坏，因此会发生煤炭面崩塌型顶板事故。

1.2 压垮性顶板事故

在采煤工作面中出现的压垮型顶板事故也是需要特别注意的，虽然它发生的几率是比较低的，但是一旦发生会对整个工程造成巨大的影响。老顶的周期性来压过大或者初次性来压过大均会在采煤工作面中出现压胯型顶板事故。

图1 常见的压垮型事故

1.3 推垮型顶板事故

在采煤工作面中常常会出现的是推垮型顶板事故，这种事故一般都会在复合型的顶板状况下发生，相对于其他几种事故，它出现问题的几率是比较大的。一般在事故发生的前4周会有局部的冒顶或者裂缝的问题出现，但是之后又不会继续发生折损情况，只是顺着煤层的斜下方往后倾倒，这是推垮型顶板事故的特点。

1.4 漏垮型顶板事故

漏垮型顶板事故一般只有掉渣抽空或漏顶2种状况。在采煤工作面中出现这种事故的原因在于岩层不紧密、在托伪顶与再生顶板之间没有较好的胶结性，所以会出现断层或破碎带的问题，进而引发漏垮型顶板事故。

1.5 局部岩块冒顶事故

局部冒顶事故的出现是因为在采煤的过程中，出现“人字劈”，“升斗劈”等游离岩块时不进行及时的支护，之后导致这些游离岩块掉落。因为在一些煤层的直接顶中，会由于原生、构造或者采动的原因造成各组之间产生裂痕、缝隙等，之后导致顶板出现问题，以及锅顶状的包裹体、支护不及时、空顶面积大、棚档不匀等，这些原因都会在采煤工作面中引发局部岩块冒顶事故。这种事故的特点是：发生几率小、无明显征兆，这也是工作人员不易发现这种事故的原因之一。

2.煤矿顶板事故具体发生成因分析

2.1地质方面的因素影响

在煤矿作业过程中由于开采难度比较大，并且开采工作量不断加大，开采规模不断扩充，所以容易在开采的过程中对地质本身的结构造成不同程度的影响。如果施工工作面较大，对覆盖层的承重产生较大的破坏，那么就容易引发巷道或者工作面变形，甚至还会诱发断裂等情形。此外煤层倾角不同也容易导致顶板发生较大的事故。

2.2支护方面的因素影响

在进行采掘工作面作业时，特别是在岩石破碎带周边实施新掘进巷道或工作面，那么容易发生冒顶事故。此外在支护作业方面如果现场作业时使用的锚杆长度不足、锚网强度不足、锚喷厚度未能满足施工要求，或者液压支柱没有按标准规范在夯实处进行设计，都容易导致出现冒顶事故等情形。

2.3周期来压规律掌握不全面导致的事故

如果在煤矿施工过程中没有全面掌握周期来压规律，那么容易对矿山压力产生较大的影响，一旦支架承受的支撑性增大，没有提前采取有效的支撑加固措施对巷道或工作面顶板进行处理，由此也容易引发冒顶事故。

2.4工作面生产循环发生异常导致的事故

在开采作业面施工过程中如果采掘工作面的进度滞后，未能满足正常的生产循环需要，那么容易导致工作面上方顶板悬顶时间较长，由此会增加工作面的施工压力和阻力，一旦支撑压力未能与顶板压力相均衡，那么就有可能导致出现顶板变形下沉破坏等问题，压力过大导致支架被压死就会诱发冒顶事故。

3.加强煤矿顶板事故有效防治的具体措施

3.1加强单体支柱方式的有效探索

在煤矿施工过程中要着重围绕单体支柱方式施工的情况，一方面需要全面围绕煤层镶嵌顶板结构进行分析，加强相关设计研究，并完善相关的采矿操作规程，进而全面减少发生顶板冒顶发生的概率。另一方面开采施工人员需要在爆破开采阶段高度重视，要根据具体的施工要求合理确定火药的配比和应用量，最大限度减少由于火药应用等诱发顶板结构破坏带来的问题。

3.2加强综合采面措施的应用

要想降低发生煤矿顶板事故的可能性，还需要做好综合防护处理。这就需要应用综合采面措施来进行应用。比如在进行顶板支架设计的过程中建议支撑方面应用长侧板，内侧支架选择挑梁结构以此确保顶板支撑效能。又如需要对顶板顶梁支撑俯视倾斜水平进行科学计算分析，此外还需要采用科学的多元化循环作业模式，并确保按照顶板管理制度严格落实才能避免发生空顶顶板事故等问题。

3.3加强放顶线冒顶事故控制管理

要制定清晰规范的操作规程，并着重围绕放顶线冒顶事故发生原因等进行全面分析，提高安全意识，加强事故发生情形的深度探究并落实到预防性措施中。一方面需要全面做好地质勘察工作。地质勘查工作是一项繁琐的技术性工程，需要相关部门和人员加强协作沟通，另一方面需要严格按标准做好大块岩石的尺寸以及具体位置的标注工作，并提前制定相关的支护管理举措。此外还需要探索应用回柱绞车模式以此开展大块岩石 作业。

3.4加强端头冒顶事故发生预防管理

要围绕如何避免发生端头冒顶事故发生提前做好预防措施，一方面要针对出口附近顶板支护作业要求对相关的顶板板面承重压力进行科学计算。另一方面需要在顶部、尾部进行煤矿生产开采作业三角支架搭棚支护工作，最大限度给予顶板足够的初始支撑力。此外还需要在生产作业的出口和巷道两端完善支护搭建措施，从而减轻煤矿顶板施工压力，确保施工风险可控。另外需要围绕煤矿大面积开采作业加强防护管理。围绕大面积开采作业要求加强防护管理，针对性确定防护重点，对相关的隐患点源等进行摸排，找出关键节点来进行控制，加强监督检查频次，从而最大限度降低事故发生率。

4.结束语

总之，造成煤矿施工事故的因素很多，且比较复杂，需要施工人员加强规范管理，强化源头管控和全过程质量检测与监督，这样才能不断提升规范化管理成效，降低事故发生概率。未来随着开采作业量增大，煤矿施工的规模不断扩大，施工质量要求也应当不断提高。要全面加强风险管控，相关部门要加强联动，政府发挥好应有的监管职能，加强整改与问题排查监督，这样才能全面提升煤矿施工质量与安全化水平。

5.参考文献

[1]胡立年.矿顶板灾害预警及防治对策研究[J].山西焦煤科技,2014(03).

[2]种欲伟,李基付.赵坡煤矿顶板事故分析和防治对策[J].山东煤炭科技,2012(06).