煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故分析與防治

李軍亮

摘 要：在煤礦五大自然災(zāi)害中，頂板事故造成的死亡人數(shù)大約占30%，近年來，綜合機(jī)械化采煤工作面的大面積推廣，采煤工作面的頂板事故有所下降，但是掘進(jìn)工作面的頂板事故仍然多發(fā)。為此，本文主要對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故發(fā)生的原因、防治方法及管理措施進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)；工作面；頂板；事故防治

1 煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故發(fā)生的原因

1、地質(zhì)的原因

在煤有計(jì)劃和采煤工作面作業(yè)的時(shí)候，有可能出現(xiàn)比較特殊的地質(zhì)情況，這些包含：

（1）出現(xiàn)巖層破碎帶、大斷層，這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，頂板的安全維護(hù)相對(duì)的就比較困難，因?yàn)槠扑閹c斷層常常出現(xiàn)不可預(yù)知的情況；

（2）出現(xiàn)斷泥層的情況，斷層泥也是讓頂板出現(xiàn)安全事故的原因，斷層泥遇水容易軟化，使頂板出現(xiàn)坍塌；

（3）斷層的上盤和下盤的礦體之間出現(xiàn)節(jié)理裂隙，這些裂隙看似完好，節(jié)理構(gòu)造縱橫交錯(cuò)，但是節(jié)理之間卻夾帶著泥質(zhì)，這樣圍巖穩(wěn)定性極差，煤礦采煤工作面頂板的支護(hù)維護(hù)、管理都不容易得到有效的處理；

（4）破碎的巖體，這也是頂板事故經(jīng)常出現(xiàn)的原因。

2、技術(shù)的原因

采煤工作面采媒的技術(shù)也會(huì)使頂板事故發(fā)生，比如回采工序的不同有可能產(chǎn)生頂板安全事故，且它關(guān)系著事故發(fā)生的類型；再如煤壁沒有支護(hù)空間，當(dāng)采煤機(jī)割煤后或者爆破落煤后如果沒有得到及時(shí)支護(hù)也會(huì)使頂板使故發(fā)生；又如支護(hù)工作如果處理不及時(shí)，推移輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾、回柱放頂、工作面兩端處都有可能出現(xiàn)頂板安全事故，同時(shí)會(huì)影響頂板安全事故的技術(shù)還有老頂來壓、炮眼布置不當(dāng)?shù)那闆r。

2 煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故的防治方法

1、老頂來壓時(shí)的壓垮型冒頂預(yù)防

壓垮型冒頂是指因工作面支護(hù)強(qiáng)度不足和頂板來壓引起支架大量壓壞而造成的冒頂事故。預(yù)防方法如下：

（1）采煤工作面支架的初撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層的重量。

（2）采煤工作面的初撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層。

（3）采煤工作面支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。

（4）普采工作面遇到平行工作面的斷層時(shí)，在斷層范圍內(nèi)要及時(shí)加強(qiáng)工作面支護(hù)（最好用木垛），不得采用正常辦法回柱。

（5）普采要擴(kuò)大控頂距，并用木支柱替換金屬支柱，待斷層進(jìn)到采空區(qū)后再回柱。

（6）工作面支護(hù)是液壓自移支架時(shí)，若支架的工作阻力有較大的富余，則工作面可以正常推進(jìn)；若支架的工作阻力不夠富余，則工作面與斷層斜交過斷層。

2、破碎頂板大面積漏垮型冒頂預(yù)防

由于煤層傾角大，直接頂又異常破碎，工作面支護(hù)不及時(shí)，在某個(gè)局部地點(diǎn)發(fā)生冒漏，破碎頂板就可能從這個(gè)地方開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致漏垮型工作面冒頂。預(yù)防漏垮型冒頂?shù)拇胧┯校?/p>

（1）選用合適的支柱，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力和可縮量。

（2）頂板必須背嚴(yán)背實(shí)。

（3）嚴(yán)禁放炮，移溜等工序弄到支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。

3、復(fù)合型頂板推垮型冒頂預(yù)防

推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂事故。復(fù)合頂板是由于下軟上硬巖層構(gòu)成，在開采時(shí)，容易形成離層、斷裂，導(dǎo)致冒頂。預(yù)防措施有：

（1）應(yīng)用偽俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下傾角達(dá)40°～60°。

（2）掘進(jìn)上下平巷時(shí)不破壞復(fù)合頂板。

（3）工作面初采時(shí)不要反推。

（4）控制采高，使軟巖層冒落后能超過采高。

（5）盡量避免上下平巷與工作面斜交。

（6）在開切眼附近于控頂區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)地布置樹脂錨桿。

（7）靈活地應(yīng)用戧棚，使它們迎著巖體可能推移的方向支設(shè)。

（8）提高單體支柱的初撐力和剛度。

（9）提高支架的穩(wěn)定性，用拉鉤式的連接器把每排支柱從工作面上端至工作面下端連接起來。

4、采煤工作面局部冒頂事故預(yù)防

局部冒頂多發(fā)生在工作面上下端頭、煤壁區(qū)、放頂區(qū)等地點(diǎn)，許多垮面事故是由局部冒頂發(fā)展而成的，一般預(yù)防措施如下：支架方式需各頂板巖性相適應(yīng)，不同巖性的頂板要采用不同的支架方式。采煤后要及時(shí)支護(hù)。一般要采用超前掛金屬探梁或打臨時(shí)支柱的方法及時(shí)支護(hù)，防止局部冒頂。整體移輸送機(jī)時(shí)要采取有效措施，在整體移輸送機(jī)時(shí)，對(duì)容易冒頂比較破碎的頂板，必須采取相應(yīng)的措施。例如，采取邊移輸送機(jī)，邊回臨時(shí)支柱和邊支基本支柱的快速支柱回柱方法。工作面上下出口要有特種支架。一般在上下出口范圍內(nèi)加設(shè)臺(tái)棚或木垛等，加強(qiáng)支護(hù)。

3 煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故管理措施

1、開采細(xì)節(jié)操作要注意

支護(hù)的質(zhì)量需要嚴(yán)查，作業(yè)人員在開采工作以前，在操作面處，要嚴(yán)查支護(hù)架設(shè)的情況，要根據(jù)巖層的構(gòu)造的不同選用不同的支護(hù)方式，采煤后更要做好劫掠工作，以免因支護(hù)不及時(shí)造成頂板事故，兩端也要做好劫掠工作，讓工作人員進(jìn)出沒有安全隱患，支護(hù)的方式有U形鋼或丁字鋼支護(hù)、單體液壓支持，不同的位置需要使用不同的支護(hù)形式；嚴(yán)格遵守開采工序，不能為了加快開采速度，不按工序進(jìn)行開采，使采爆工作和開采和支護(hù)出現(xiàn)不合理現(xiàn)像，導(dǎo)臻頂板事故，如果出現(xiàn)不按工序開采的情況，要立刻停止作業(yè)、撤出人員、檢查險(xiǎn)情，直到險(xiǎn)情消除；嚴(yán)格遵守規(guī)定中的操作步驟，開采以前要做好敲幫問頂?shù)牟僮?，開采過程中要驗(yàn)收支架，還要做好崗位責(zé)任劃分、頂板分板、交換班工作，要嚴(yán)格遵守操作步驟以免發(fā)生事故。

2、企業(yè)內(nèi)部管理水平必須加強(qiáng)

要減少頂板事故的發(fā)生，個(gè)業(yè)內(nèi)部的管理水平必須加強(qiáng)，煤礦業(yè)因?yàn)樽约旱奶厥庑?，常常高頻率的出現(xiàn)傷亡現(xiàn)像，即使只是為了自提高企業(yè)的社會(huì)效應(yīng)，管理水平的加強(qiáng)也必須從開始準(zhǔn)備階段貫穿到整個(gè)開采的完成。提高管理水平需要掌握開采過程中技術(shù)控制方式與安全操作堆積，淘汰舊的采煤方法，采用更合理的科學(xué)的開彩方法，運(yùn)用新技術(shù)與新設(shè)備提高開采效率，企業(yè)必須定期對(duì)井下作業(yè)做好安全檢查與維護(hù)的工作，做好領(lǐng)導(dǎo)者與采煤工作專業(yè)技術(shù)、安全技術(shù)培訓(xùn)工作，只有持有培訓(xùn)證書的人員才可以上崗，杜絕無證上崗行為。

3、避災(zāi)自救措施加強(qiáng)

如果出現(xiàn)工作面頂板事故，那么井下工作人員做好避災(zāi)自救的工作可以減少傷亡，它的工作包括以下幾個(gè)方面：選好安全地點(diǎn)做好避讓工作，在工作面頂板發(fā)生事故以前，一般會(huì)有規(guī)律性的現(xiàn)像可以做出警告，一旦將要發(fā)生事故且無可避免時(shí)，作業(yè)人員不要開始驚慌之后急于冒險(xiǎn)逃出井下，要選好安全的地點(diǎn)做好避讓工作，然后情形許可，可以等待救援人員趕來援救；如果沒有安全避讓地點(diǎn)，可以選擇靠近煤幫貼身站立，或在木垛處躺避難所，這要求作業(yè)人員要時(shí)刻關(guān)注身邊有無煤避片幫，一旦發(fā)生事故，讓自己有閃避的地點(diǎn)；躲避到安全地點(diǎn)，坍塌善開始穩(wěn)定后，遇險(xiǎn)人員需發(fā)出求救信號(hào)，信號(hào)包括利用身邊的巖石或工具，用敲打發(fā)出求救信號(hào)，以節(jié)約搜索時(shí)間，讓搶救率提高，等到救員人員到來之后，被隔堵人員應(yīng)該趕緊構(gòu)筑安全脫險(xiǎn)通道，與救援人員配合脫離險(xiǎn)地。

4 總結(jié)

綜上所述，在煤礦采煤工作當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)千變?nèi)f化的生產(chǎn)問題，經(jīng)常認(rèn)真分析事故發(fā)生的原因，總結(jié)工作面頂板事故發(fā)生的特點(diǎn)，掌握采爆工作面頂板事故發(fā)生的規(guī)劃，是最有效的預(yù)防事故發(fā)生的辦法，這樣可以提高生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]段緒華.煤礦頂板事故防治新技術(shù)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.

[2]張兵.冒頂片幫傷亡事故的原因及預(yù)防，金屬礦山，2014.07

[3]鄭紀(jì)峰.煤礦綜放工作面冒頂原因分析及處理方法，科技縱橫.2011，07