采礦工程中頂板事故的成因與安全管理措施分析

母麗華，邊曉菲，楊 丹

（黑龍江科技大學，黑龍江 哈爾濱 150022）

由于我國地質結構十分復雜，這樣就給采礦帶來了很大的挑戰(zhàn)。雖然我國一直在強調采礦安全的重要性，但是在開展采礦過程中仍然還是會發(fā)生一些安全事故，造成了很嚴重的后果。這樣采礦事故發(fā)生的原因種類很多。第一，由于開采技術和開采設備的限制。隨著資源不斷地被開采，剩下的資源開采難度越來越大，現(xiàn)有的技術可能不能夠完全滿足開采的需要。第二，事故種類很多，例如瓦斯問題，機械故障等。但是其中最突出的問題是工作面頂板的原因，占據(jù)了采礦事故原因的三分之一以上。對于采礦企業(yè)發(fā)展來說，需要認真總結相關經驗，然后制定完善的解決方案，減少頂板事故出現(xiàn)的次數(shù)，更好地保障采礦人員的人身安全，促進采礦企業(yè)健康發(fā)展[1]。

1 礦山開采技術概述

采礦工程由于環(huán)境的限制，使得采礦工程具有很大的危險性，為了最大程度地保障開采人員的人身安全，促進采礦產業(yè)的健康穩(wěn)定地發(fā)展，需要不斷創(chuàng)新采礦技術，提高采礦技術的安全性和穩(wěn)定性，使得采礦技術能夠更好地適應各種惡劣條件。在發(fā)展采礦技術過程中，需要做到以下幾個方面，第一需要充分結合采礦行業(yè)的發(fā)展特點來制定合理的發(fā)展規(guī)劃，在發(fā)展過程中要充分考慮到采礦技術的高危特性，結合不同的施工環(huán)境，充分考慮地質結構的特點，然后結合著相關的采礦技術，制定最佳的開采方案，從而保障采礦作業(yè)的順利實施，從而促進采礦行業(yè)的健康發(fā)展。第二，隨著開采難度越來越大，礦產分布的地理位置越來越分散，而且所處的深度也越來越深，那么對于開采的難度也是呈現(xiàn)出指數(shù)的增長。井下開采難度相比于井上開采難度顯著增加，這對于開采技術和材料技術提出了更高的要求，需要不斷對采礦技術進行創(chuàng)新，從而滿足不同地質環(huán)境的需要。第三，隨著采礦技術不斷提高，對于采礦設備的性能要求也越來越高，很多采礦設備沒有很好地進行維護管理，就容易導致設備在采礦過程中出現(xiàn)各種故障，進而導致安全事故的出現(xiàn)。

2 采礦頂板事故原因分類

（1）采礦頂板的巖石環(huán)境復雜。工作面頂板的施工的保障是圍巖，做好頂板作業(yè)周圍巖石的地理構造能夠更好地知道工作面頂板的管理工作。根據(jù)巖石層和頂板的相對位置，可以將頂板巖層進行有效的劃分，主要可以劃分為以下三個大的類別。第一種偽頂巖層，也就是礦層的上面的巖石層。這種巖層的特點就是質量輕且薄，但是最大的缺點就是容易受到外力的干擾，會在采煤施工中由于外力的作用，使得整個巖體發(fā)生塌方事故，因為這種巖層總體厚度為0.3m。第二種類別是直接頂巖層，這種巖層一般是分布在第一種巖石的上層。它的組成成分主要是頁巖和砂巖，但是這些物質的硬度相對較小，容易出現(xiàn)墜落，開采的過程中容易造成坍塌事故。第三種類型是老頂巖層，它位于直接頂巖層之上，這種巖層的最大特性就是硬度強度大，并且有一定的厚度，從而使得這種巖層的穩(wěn)定性較好，在開采過程中不容易出現(xiàn)塌方事故。

（2）工作面因素。在礦產開采過程中，需要根據(jù)開采的實際情況來合理開展支護，保障頂層工作面的安全。需要根據(jù)情況合理計算掘進機機頭和機尾的位置參數(shù)，這些參數(shù)需要嚴格地進行計算和分析，并控制支護機構人員的范圍和活動速度。如果在實際工作過程中，采煤機的作業(yè)范圍超出了預定的支護范圍，這樣就會存在著很大的安全風險。嚴重情況下會導致整個頂板工作面出現(xiàn)松動的情況。如果在支護過程中，頂板巖層的穩(wěn)定性就不強，那么在外界震動的影響下就可能出現(xiàn)工作面脫落的情況。因為為了最大程度提高工作面的安全性，必須要保障支撐機構的范圍。

（3）巷道掘進和冒頂問題。在實際開采過程中，巷道是開采中最容易發(fā)生事故的地方。在巷道的一些地方，由于某些工作中頂板巖層松動和斷裂，這樣在進行巷道開挖的過程中，要盡量減少巖體的松動。在采礦開采過程中，新巷道需要不斷開挖，頂板下沉速度會隨著采礦開采速度的變化而變化。為了提高其經濟效益，采煤機組將提高煤層的開采速度，而頂板就在這個過程中不斷下降，在這種情況下就特別容易導致工作面支架的失衡，如果施工方法不得當就容易造成頂板事故的發(fā)生。

（4）安全管理力度不夠。安全管理問題是采礦企業(yè)必須要考慮的一個重要問題，這也是保障采礦作業(yè)實施的重要保障。所有的采礦人員必須保障要嚴格按照這個制度從事開采作業(yè)，不得出現(xiàn)違法安全管理機制的情況，一旦出現(xiàn)需要進行嚴重的處罰，保障安全管理制度的剛性執(zhí)行。很多安全事故的出現(xiàn)都是由于安全意識不到位導致的，很多礦產企業(yè)在日常經營管理過程中強調安全管理的重要性，但是在執(zhí)行過程中還是存在著很多問題。很多安全管理的相關制度執(zhí)行力不強，僅僅是停留在紙面，并沒有發(fā)揮其真正的效果。在開采過程中還是存在著很多違章指揮的操作。

3 加強采礦企業(yè)安全管理的幾點建議

（1）采用局部加固技術。為了保障頂板支護的穩(wěn)定性和安全性，需要提供更穩(wěn)定的支護方式。目前常用的方式是兩側支護的手段。也就是通過支撐帶進行兩側支護，這種方法的最大優(yōu)勢在于支撐范圍大、穩(wěn)定性強，而且支護操作簡便。在具體施工過程中，可以利用填補局部凹陷的技術方法，來有效地改變傳統(tǒng)頂板固定的方法，進而提高支護的安全性。第二種常見的支護技術方案是木垛支護方式，這種支護方案的特點是面積大，操作方便，而且這種施工方式的最大特點就是在施工過程中不容易受到外界的干擾。如因工程需要增加開采高度，則可使用。柱子的作用有助于提高支護的穩(wěn)定性，可以在具體的施工過程中將柱子的位移降到最低。

圖1 曲面重構圖

（2）樹立安全意識，推行安全責任制度。為了保障采礦的安全性，必須要做好采礦安全管理工作，切實提高采礦人員的安全意識，減少因為人為因素導致的安全事故。安全意識的養(yǎng)成是一個長期的過程，需要企業(yè)將安全管理工作放在一個突出位置，在日常生產過程中強調安全意識的重要性。另外為了進一方面的保障安全管理制度的實施，需要制定嚴格的實施方案，進一步約束施工人員的相關行為。在實施方案中明確指出施工人員需要遵守的安全行為規(guī)范以及違法規(guī)定的相關處罰，要嚴格執(zhí)行，對于屢次違法規(guī)定的人員要加大懲罰，堅決杜絕類似事件的出現(xiàn)。

（3）建立和完善應急處理機制。在礦產開采過程中，本身就存在著一定的安全隱患。處了有頂板安全事故，還有可能會出現(xiàn)瓦斯泄露，當泄露達到一定程度時，就有可能出現(xiàn)瓦斯爆炸等重大安全事故。這就需要加強對于這些不確定事件的處理工作，這就需要采礦企業(yè)需要建立完善的應用處理制度，并制定相應的負責領導，這些領導需要負責相應的應急事故的處理工作。在事故的發(fā)生的第一時間就啟動應急處理機制，保障在事故第一時間內最大程度地開展救援活動，減少事故造成的損失。另外，還可以建立相應的數(shù)據(jù)庫和信息處理系統(tǒng)，將往年事故的數(shù)據(jù)錄入到系統(tǒng)當中進行相應的分析，更好地總結經驗，減少類似工作的發(fā)生。

圖2 燕尾模型

（4）完善責任追責制度。嚴格落實安全生產責任制度，防止類似案件再次發(fā)生。政府也需要做好事故監(jiān)管工作，及時制定相應的安全管理規(guī)定，對于出現(xiàn)重大責任事故的企業(yè)進行嚴厲的處分，切實提高這些企業(yè)對于安全生產責任制度的重視程度。但是政府在安全管理過程中還只是能夠起到輔助作用，企業(yè)還是在安全管理當中發(fā)揮著主體意識。這就需要采礦企業(yè)在長經營過程中不斷建立和完善安全生產責任制度，實施，糾正“三違”現(xiàn)象。此外，必須要加強安全生產的重視程度，及時總結工作中取得了成績以及面臨的問題，從而更好地制定相應的解決方案，促進企業(yè)又好又快的向前發(fā)展。對于相關失責的領導要給予一定的處罰，只有領導重視安全責任的建設，下面的采礦人員才能夠更好地養(yǎng)成相應的安全意識，從而更好地保障采礦工作的正常開展。

（5）加強設備管理制度的制定。為了更好地保障設備工作在一個穩(wěn)定的環(huán)境當中，需要不斷地加強設備的維護管理。很多設備長期運行在惡劣的環(huán)境當中，而且容易出現(xiàn)超負荷工作，這樣就可能使得設備運轉過程中出現(xiàn)各種故障，影響采礦企業(yè)正常的活動。這就需要企業(yè)在日?；顒赢斨?，建立完善的設備維護制度，能夠及時做好設備的維護和檢修工作，及時發(fā)現(xiàn)設備存在的小故障。很多設備的故障都是由于小故障積累導致的，長期以往，不僅影響設備的正常使用年限，還容易導致設備發(fā)揮它的性能，影響著正常生產作業(yè)。為了更好地提高設備的使用和管理效率，可以從以下幾個方面著手。第一，可以撰寫安全使用手冊，針對不同的機械設備，根據(jù)設備運行的特點以及經常出現(xiàn)的故障，將這些故障寫進安全手冊當中，從而更好地指導操作人員進行使用和操作。第二，為了完善設備的使用效率，需要建立嚴格的設備管理制度。這些制度主要包括了如何使用設備；安全使用流程；以及相關的人員安排等。

（6）加強設備的安全使用。加強對機械設備的安全維護也是現(xiàn)場安全管理的重要環(huán)節(jié)。為了更好地保障機械設備能夠運行在安全穩(wěn)定的環(huán)境當中，需要制定完善的設備管理制度。首先，為了更好了解設備的運行狀態(tài)和相關參數(shù)性能，需要結合相關行業(yè)規(guī)范來制定設備安全使用說明書，在安全使用說明書中要明確指出設備容易出現(xiàn)的問題以及正常工作的相關參數(shù)。第二，為了更好地提高設備利用效率，需要建立完善的設備管理制度，這個制度要明確包括以下內容：設備使用流程；安全檢查；人員責任分配等問題，還要根據(jù)需要來不斷規(guī)范設備的操作流程以及在使用設備時需要的注意事項，從而更好地規(guī)范操作人員的行為，促進采礦企業(yè)的健康發(fā)展。

（7）管理模式方面。為了提高我國采礦企業(yè)管理的質量和效率，需要建立一個更加高效的管理模式。首先，在制定安全管理制度過程中，從管理目標、管理手段、管理具體模式出發(fā)，制定詳細的管理方案，保障每一條安全管理規(guī)定能夠落實到具體的實處，而不是停留在口頭上。管理的安全目標一定要具有可行性，將這個目標貫穿于整個管理過程當中，讓每一個員工都要意識到安全管理的重要性。另外為了更好做好安全問題的反饋，一方面需要自己內部員工的反饋，同時還需要接受社會的反饋?？梢栽诠芫W或者企業(yè)門口設立群眾意見箱，及時了解管理過程中存在的問題，這樣企業(yè)可以不斷調整自身的管理模式和管理手段，從而更好地促進企業(yè)在新時期下的發(fā)展。

（8）做好人員安全培訓工作。頂板事故的原因除了不可抗拒的外界因素之外，人為安全意識也是其中一個重要的方面，很多都是采礦人員不合理的施工行為造成的。很多采礦人員在施工過程中沒有很好的安全意識，也沒有完全按照相應的行為規(guī)范進行施工，就容易造成頂板事故的發(fā)生。企業(yè)在日常生產經營活動過程中需要加強對于人員的安全培訓工作，使得他們能夠意識到安全意識的重要性，在采礦過程中要嚴格按照相關的行為進行施工，降低安全事故的出現(xiàn)的概率。在培訓過程中可以邀請行業(yè)的專家或者經驗豐富的施工人員，通過現(xiàn)場教學方法來切實提高采礦人員的業(yè)務水平，這樣對于采礦行業(yè)的發(fā)展也是至關重要的。

4 結語

綜上所述，采礦開發(fā)過程中采掘工作面頂板管理問題時關系到曠工的人身安全，但是由于各種原因的存在使得工作面頂板在管理中出現(xiàn)很多問題，因此各個企業(yè)需要制定具體的問題制定科學合理的解決方案，從而更好促進我國采礦行業(yè)的發(fā)展。