浅析采煤工作面顶板事故原因及防治措施

方恒

【摘 要】在煤矿安全生产的过程中，安全生产是重点，但煤矿经常会发生采煤工作面顶板事故。根据现有的调查统计，在煤矿发生的安全生产事故中，有三分之二的事故是顶板方面的安全事故，其中的70%发生在采煤工作面。顶板安全事故不仅使职工的人身安全受到影响，还会使企业遭受经济损失。那么，在煤矿企业如何减少、避免采煤工作面顶板安全事故，提高整个工作面的安全生产，是很多人关注的一个重要学术课题，其中涉及煤矿顶板管理的方式、方法是否科学、合理、有效对顶板安全起到切实有效的作用。因此，加强顶板管理是降低采煤工作面顶板安全生产事故发生的一项重要措施。论文浅要地对采煤工作面顶板事故发生的因素及事故原因进行分析，针对事故发生的具体实际情况、所采取相应的防治措施进行分析。

【Abstract】In the process of coal mine safety production， safety production is the key point， but the coal mine roof accident often occurs in coal mine. According to the existing investigation and statistics， in the accidents of coal mine safety production， 2/3 of the accidents are roof safety accidents， and 70% occur in the coal mining face. Roof safety accidents not only affect the personal safety of workers， but also cause enterprises to suffer economic losses. Then， in the coal mining enterprises to reduce and avoid coal face roof safety accidents， improve the safety of the entire face， is an important academic topic for many people attention to， it includes the way and method of coal mine roof management whether scientific， reasonable and effective， having a effective role for the roof safety. Therefore， strengthening roof management is an important measure to reduce the safety accidents in coal mining face. In this paper， the factors that cause the roof accident and the cause of the accident are analyzed， and the specific situation of the accident and the corresponding prevention measures are analyzed.

【關键词】采煤工作面；顶板安全事故；事故原因；预防措施

【Keywords】coal mining face； roof safety accident； cause of the accident； preventive measures

【中图分类号】TD82 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0165-02

1 冒顶事故类型分析

1.1 推垮型冒顶事故

推垮型冒顶按顶板事故性质又分为冲击推垮型冒顶和复合顶板推垮型冒顶。① 冲击推垮型冒顶。当煤层顶板的直接顶发生离层后，在下列两种情况下，可能发生冲击推垮型冒顶：下位分层先离层、断裂成大块游离顶板，然后上位岩层中掉下大块矸石砸在下位游离顶板上，导致推垮型冒顶；下位分层先离层，上位岩层中掉下大块矸石冲击已离层了的下位分层，使其产生大块游离顶板并导致推垮型冒顶。②复合顶板推垮型冒顶。复合顶板由不同岩性的岩层和煤层组成，复合顶板下层有厚度较小的煤层或岩层、支护强度不够、支架质量不合格或者矿山压力较大时，容易造成复合型顶板推垮型冒顶事故。

1.2 压垮型冒顶事故

压垮型冒顶事故是由于回采工作面采煤后，不同物理性质的顶板岩层都要对回采工作面支架有垂直于层面方向的或大或小的顶板力，如果支架支不起这个顶板力，就会发生压垮型冒顶[1]。根据以往事故案例发现，压垮型冒顶主要发生在基本顶来压时，基本顶来压又分为断裂下沉阶段和台阶下沉阶段。这两个阶段都有可能出现压垮型冒顶事故。压垮型冒顶事故发生之后破坏性大，会造成严重损失。

1.3 漏垮型冒顶事故

漏垮型冒顶事故没有大冒顶发生时的明显预兆是由于工作面直接顶又非常破碎，煤层倾角较大，采煤工作面支护系统中发生局部漏顶，某个地点局部直接顶沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，从而就可能发生漏垮型事故发生。破碎的岩层、板顶松散、再生顶板胶结性差、出现伪托顶的现象都会让漏垮型冒顶事故发生。因此，当采煤工作面遇到断层或异常区时，需要采取及时有效的措施，如不能及时作好护顶与封顶的工作，再有顶板大块矸石下落，就会造成支护设备失稳，此时就会发生漏垮型冒顶事故。

1.4 冲垮型冒顶事故

冲垮型冒顶事故是由于工作面采空区悬顶较大时，顶板石块掉落，沿倾斜角度滑落到煤壁，从而将工作面支架与特殊支护措施冲倒，造成采煤工作面支护失效。出现较硬岩层时，采煤面出口周围进行回柱作业时，顶板的压力由部分支架负担，此时没有采取有效的保护措施就进行回撤支架，顶板下砸，就会冲击到附近支架，造成冲垮型冒顶事故。endprint

1.5 局部岩块冒顶事故

有“人字劈”、“升斗劈”等游离岩块的，在采煤过程中，如果支护不及时，这类游离岩块可能突然冒落砸人，造成局部冒顶事故。

局部岩块冒顶事故是由于原生、构造和采动等原因，在一些煤层的直接顶中，存在多组相交裂隙，顶板被“人”字滑或“草帽”滑影响，还有锅顶状的包裹体时，就容易形成。如空顶面积大、棚档不匀、支护不及时就会出现局部岩块冒顶事故，此类事故发生的范围一般不大，但是发生前无明显预兆，生产人员不易及时发现，因此，局部岩块冒顶事故是顶板事故中最容易忽视的冒顶事故。

2 煤矿采煤面事故原因

第一，地质的原因：出现岩层破碎带、大断层；出现断泥层的情况；断层的上盘和下盘的矿体之间出现节理裂隙；破碎的岩体。第二，管理原因：个人安全意识淡薄；管理制度不健全管理不到位；领导带班人员履行职责不到位；三违情况管理不严，施工质量低劣；对顶板事故查处力度不够。 第三，技术原因：采煤方法与设计不相符，施工作业时施工顺序不合理；地质情况未查探清楚；技术管理薄弱；实际操作水平不过硬；未进行矿压观测或观测不够认真。 第四，采煤面地质条件影响。煤矿采煤工作面作业中，经常会遇到破碎带、地质构造带以及落差大的正、逆断层等，在过这些区域时经常会有不可预见的情况发生，特别是在断层面还存在有断层泥的情况时，遇到水后就会出现软化，造成坍塌事故，会带来一定安全隐患。第五，镶嵌顶板影响。①矸石的结构，矸石两头尖与中间粗；②类似鱼背结构，类似鱼背顶板称锅底矸子；③交叉的解理面造成镶嵌顶板，此类顶板，多数情况解理面会有钙质岩粉；④逆断层煤顶镶嵌等。以上几类顶板的形式，主要是直接顶与顶板母体岩层不能够整合有关，其特点是粘附力小、稳定性能差、容易从母体岩石中滚落。镶嵌顶板冒顶事故多发生在靠近煤壁侧，发生时间多为炮后、煤机割煤后，支架未建立支护的阶段内。第六，底板稳定性。地质构造与底板岩性的影响，有时煤层和底板不能够整合接触，底板光滑，尤其是在煤层倾角大工作面，支架容易倒，易发生事故。

3 煤矿采煤工作面冒顶的预防措施

第一，综采工作面冒顶的预防措施。综采面冒顶主要发生在煤壁附近冒顶，预防措施可分为：①提高支架的初撑力，支架设计时用加长侧板、内向伸缩前探梁；②在工艺上，采煤机割煤以后，及时伸出前探梁，擦顶移架；③破碎顶范围大难以控制时，应及时对破碎顶板注入相应的化学材料，防止冒顶的发生；④采煤面采用循环作业，严格按规程操作，严格执行敲帮，工作面严禁空顶作业；⑤进行顶板动态监测，发现顶板离层，及时采取相应的有效措施[2]。第二，单体液压支柱工作面预防煤壁附近冒顶相关防范措施：①在地质方面应尽可能在已查明无镶嵌顶板结构的地方建立工作面，以便于制定有针对性的生产技术措施及安全作业规程；②使采煤工作面和煤层节理发育的方向成垂直或者斜交；③工作面避免片帮发生，一旦发生片帮，要立即掏梁窝加强支护，避免冒顶事故的发生；④工作面要“三直一平”，打好点柱，严格执行敲帮制度，严禁进行空顶作业。第三， 采煤工作面对发生大面积冒顶的预防措施：①有效提高单体支柱的初撑力与刚度；②提高液压支架稳定性；③控制采煤高度。第四，预防工作面两端头冒顶的措施：①加强上、下出口支护；②有效预防采场发生漏冒顶，可在机头、机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护（即“四对八梁”支护），从而保证巷道的初撑力；③用双楔顶梁支护，采煤面和巷道相连，每对抬棚随机头机尾的推移迈步前移，或在机头机尾处采用双楔铰接顶梁支护；④采煤工作面的安全出口和巷道连接处及压力影响异常区域内要加强支护，加强支护的巷道长度不得小于20米，支护要求符合作业规程、措施的规定。

4 总结

在煤矿生产过程中，由于井下采煤环境十分恶劣且不断变化，千变万化的生产问题，经常认真分析事故发生的原因，总结工作面顶板事故发生的特点，掌握采煤工作面顶板事故发生的规律，顶板安全管理人员要认真做好观察与记录工作，做好顶板压力预报制度和事故的提前预防等，做好这些工作是预防顶板安全事故、提高生产效益最有效的方法。我们还需要更加努力的学习专业知识，提高管理水平，提高职工队伍素质和操作技能。日常对顶板做好经常性维护检查，把好质量关口，通过科学预测的方法，合理监测地质构造与使用设备、安排人员，这样才就能有效预防顶板事故的发生。

【参考文献】

【1】燕鑫.煤矿采掘工作面顶板管理的研究[J].科学之友，2013（10）：122-123.

【2】段绪华.煤矿顶板事故防治新技術[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.endprint