采煤工作面頂板事故的控制探討

摘要：文章以加強(qiáng)采煤工作面頂板事故的控制為目的，首先介紹了采煤工作面頂板事故的主要類型，其次對(duì)采煤工作面在頂板發(fā)生安全事故時(shí)的預(yù)兆進(jìn)行了闡述，最后在對(duì)采煤工作面頂板事故發(fā)生機(jī)理進(jìn)行基礎(chǔ)上，提出了對(duì)采煤工作面頂板事故進(jìn)行控制的具體措施。

關(guān)鍵詞：采煤工作面；頂板事故；安全事故；冒頂事故；煤礦開采 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD322 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.079

據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，目前在我國(guó)煤礦工作面頂板事故所引起的煤礦安全事故占煤礦總安全事故的60%左右。一旦煤礦發(fā)生頂板安全事故對(duì)煤礦所造成的損失往往都比較巨大，這樣不但對(duì)煤礦企業(yè)會(huì)造成無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)在社會(huì)上給整個(gè)企業(yè)的整體形象帶來(lái)惡劣的影響。因此，采煤工作面頂板安全事故將越來(lái)越被煤礦生產(chǎn)企業(yè)所重視。

1 采煤工作面頂板事故的主要類型

采煤工作面頂板事故的主要類型大致可以分為以下五種：

1.1 推垮型冒頂

這一類型的煤礦頂板事故通常會(huì)發(fā)生在煤礦開采過(guò)程的初期。煤礦企業(yè)對(duì)煤礦頂板工作面頂板事故預(yù)防的重點(diǎn)工作之一就是推垮型煤礦冒頂。

1.2 壓垮型冒頂

這類煤礦頂板事故主要發(fā)生在煤礦的一些開采老頂上，其主要在煤礦老頂初次來(lái)壓或周期來(lái)壓時(shí)發(fā)生。壓垮型冒頂事故在煤礦的開采過(guò)程中發(fā)生的幾率相對(duì)較小，但其造成的實(shí)際危害也是不容忽視的。

1.3 漏垮型冒頂

這一類事故在進(jìn)行采煤工作面頂板破碎時(shí)會(huì)經(jīng)常發(fā)生，要想預(yù)防這類冒頂事故的發(fā)生，必須采取有效的頂板控制技術(shù)加以預(yù)防。

1.4 沖垮型冒頂

這種冒頂事故主要是由于煤礦在開采的過(guò)程中巨石沖擊煤壁，造成采空區(qū)懸頂?shù)闹c(diǎn)發(fā)生破壞而引起的。

1.5 局部巖塊冒頂

這種冒頂事故在發(fā)生前往往沒有明顯的征兆，具有偶發(fā)性和突發(fā)性，對(duì)人很容易造成傷害，因此在工作中應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)這類頂板事故的控制和預(yù)防。

2 采煤工作面在發(fā)生頂板事故時(shí)的征兆

隨著采煤工作的順利開展，采煤工作面也在不斷向前推進(jìn)，煤礦頂板的暴露面積在工作面不斷向前推進(jìn)的過(guò)程中必然會(huì)不斷增大。為保證煤礦開采工作面的工人安全和回采工作能夠順利進(jìn)行，必須要對(duì)煤礦工作空間進(jìn)行及時(shí)的支護(hù)和對(duì)采空區(qū)域進(jìn)行及時(shí)的處理，其中采煤工作空間包括采煤機(jī)械的運(yùn)行、運(yùn)煤、運(yùn)料、行人及通風(fēng)等。為避免煤礦事故的發(fā)生應(yīng)該在每個(gè)細(xì)節(jié)上加以注意，并經(jīng)?？偨Y(jié)發(fā)生頂板事故前的主要先兆。（1）會(huì)出現(xiàn)響聲，這種響聲主要來(lái)源于煤礦支架。當(dāng)煤礦巖層下沉發(fā)生斷裂時(shí)，直接會(huì)導(dǎo)致煤礦頂板壓力的劇增，煤礦支架就會(huì)發(fā)出巨大的響聲，煤礦頂板事故發(fā)生的先兆之一就是這種響聲的出現(xiàn)；（2）頂板巖層中出現(xiàn)掉渣、裂縫的現(xiàn)象，這主要是由于巖層發(fā)生斷裂的過(guò)程中，局部會(huì)發(fā)生松動(dòng)，這是判斷煤礦頂板事故是否要發(fā)生的很重要的一個(gè)先兆；（3）片幫煤的增多。這主要是由于煤礦要發(fā)生冒頂時(shí)，應(yīng)力會(huì)集中在煤壁上，從而使得煤礦會(huì)變得松軟，形成大量的片幫煤。

要想在煤礦的開采過(guò)程中，避免頂板安全事故的發(fā)生，必須要對(duì)以上這些煤礦頂板事故先兆充分地了解和認(rèn)識(shí)，并且要不斷積累和總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，一旦在煤礦工作面開采時(shí)發(fā)現(xiàn)上述事故先兆，要給予足夠的重視，并及時(shí)加以分析和處理。

3 采煤工作面頂板事故的發(fā)生機(jī)理

頂板直接頂在煤礦的開采過(guò)程中，對(duì)采煤工作面的空間影響較大。中等穩(wěn)定性是頂板的主要性質(zhì)，但在實(shí)際的煤礦頂板支護(hù)過(guò)程中節(jié)理裂隙的發(fā)育程度在很大程度上決定了頂板的穩(wěn)定性，在煤層松軟的情況下，如果工作面循環(huán)不正規(guī)，便很容易引發(fā)頂板破碎現(xiàn)象的發(fā)生。再加上頂板破碎導(dǎo)致的液壓支架前梁空隙漏出，進(jìn)而造成直接頂斷裂下沉到采面，這便是煤礦冒頂發(fā)生的基本原因。原生裂隙、構(gòu)造裂隙、地壓裂隙是節(jié)理裂隙的主要分類，這三者中地壓裂隙和構(gòu)造裂隙對(duì)煤礦頂板控制的影響較大。在煤礦頂板支撐架移動(dòng)的過(guò)程中，如果對(duì)頂板進(jìn)行反復(fù)的支撐和拆卸，會(huì)很容易引起煤礦頂板的破碎，一旦煤礦的液壓支架的支撐頂梁不能與頂板形成很好的接觸面的情況下，會(huì)發(fā)生更加嚴(yán)重的頂板破碎現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生。

4 采煤工作面頂板事故的控制措施

由上述可知，推垮型冒頂事故、漏垮型冒頂事故、壓垮型冒頂事故、局部巖塊冒頂事故和沖垮型冒頂事故是采煤工作面頂板經(jīng)常發(fā)生的一些煤礦安全事故。在這幾類事故當(dāng)中，推垮型冒頂事故在煤礦開采工作的初期發(fā)生的頻率較高，壓垮型冒頂事故發(fā)生的概率最低。需要重點(diǎn)加以防范的冒頂事故是沖垮型冒頂事故和局部巖塊冒頂事故，還有漏垮型冒頂事故。為此在對(duì)采煤工作面頂板事故的控制過(guò)程中可以從以下三個(gè)方面重點(diǎn)著手加以防范：（1）對(duì)礦井的地質(zhì)工作要加強(qiáng)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)工作，要想做好這一點(diǎn)需要對(duì)開采工作面的頂?shù)装鍡l件加以充分的研究和分析；（2）對(duì)于煤礦小型構(gòu)造發(fā)育的采煤?jiǎn)栴}，要采取科學(xué)合理的煤礦頂板控制技術(shù)措施來(lái)加以解決；（3）煤礦企業(yè)要足夠重視煤礦安全規(guī)程和相關(guān)作業(yè)規(guī)程以及一些技術(shù)措施的編制工作和審批工作，要深入調(diào)查和研究這些方面，并且要謹(jǐn)慎對(duì)待，認(rèn)真貫徹和落實(shí)相關(guān)規(guī)定。

4.1 采煤工作面初采時(shí)的頂板控制措施

對(duì)于比較厚的煤層，在開采采高大于開切眼高度的煤層時(shí)，進(jìn)行煤礦擴(kuò)巷時(shí)要從開切眼的一端首先開始擴(kuò)巷。如果頂板有破碎現(xiàn)象的發(fā)生，在進(jìn)行煤礦回采工作時(shí)，首先需要架設(shè)一梁三柱的抬棚，然后撤掉煤壁側(cè)幫的棚腿再進(jìn)行回采工作。此外在初采工作面時(shí)最好刷大開切眼，按照具體的頂板實(shí)際情況，開切眼支護(hù)可以采用錨桿加鋪?lái)斁W(wǎng)的方式支護(hù)，但其推進(jìn)方向要與工作面的推進(jìn)方向一致。

4.2 采煤工作面過(guò)舊巷時(shí)的控制措施

舊巷在煤礦中由于已經(jīng)使用過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間，頂板一般都比較破碎，采煤工作面過(guò)舊巷時(shí)如果不采取相關(guān)的措施，冒頂事故會(huì)很容易發(fā)生。為此，對(duì)采煤工作面過(guò)舊巷時(shí)候的速度應(yīng)該加快，這樣可以在一定程度上減少頂板的壓力。此外還可以采用邊采邊支護(hù)的方式進(jìn)行工作，這樣可以將空頂時(shí)間和空頂面積減少。在綜采工作面過(guò)舊巷時(shí)，可以首先采用液壓支架的前探梁將棚梁端頭托住，然后再逐漸將拉架前移。

4.3 采煤工作面在收尾時(shí)冒頂?shù)陌踩刂拼胧?/p>

在煤礦即將開采到停采線時(shí)，最好要留出適當(dāng)?shù)目仨斁?，這樣可以方便行人和運(yùn)料車的通行。對(duì)煤礦上下安全出口要用木垛保護(hù)好，這樣可以保證工人退路的安全暢通。在進(jìn)行采煤工作面回柱工作時(shí)，回柱次序最好采用從采空區(qū)向煤壁回柱和從煤礦底部到頂部的回柱次序回柱，在開采有中間巷的工作面時(shí)，如果遇到煤層傾角較小，在進(jìn)行煤礦回柱時(shí)，最好采用兩頭向中間的煤礦回柱順序進(jìn)行回柱，并且在回柱時(shí)，對(duì)頂板的安全情況要特別注意。此外，在回收采空區(qū)內(nèi)煤礦支架時(shí)，要做到全方位的清潔。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化采煤技術(shù)的不斷提高，相當(dāng)多的煤礦企業(yè)相繼制定了一系列的安全管理章程，由采煤工作所引起的安全事故有逐漸減少的趨勢(shì)，但是如何預(yù)防這些事故的發(fā)生仍然是采煤安全工作中的重點(diǎn)。所以，煤礦企業(yè)的管理人員應(yīng)高度重視采煤工作而頂板事故的預(yù)防工作，通過(guò)大量的經(jīng)驗(yàn)找到切實(shí)有效的控制措施，對(duì)采煤工作而進(jìn)行科學(xué)管理，預(yù)防安全事故的發(fā)生，保障生命和財(cái)產(chǎn)不受損失。

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作者簡(jiǎn)介：史志祥（1983-），男，河南商丘人，河南平寶煤業(yè)有限公司助理工程師，研究方向：煤礦開采。

（責(zé)任編輯：蔣建華）