采煤工作面頂板事故的控制

盧小維

（西山煤電股份公司西銘礦，山西 太原 030052）

根據相關調查研究可以看出，大部分煤礦安全事故是由于工作面的頂板事故所引起的，因而采煤工作面頂板安全事故已經逐漸成為煤礦企業非常重視的一類生產安全事故。由于工作面頂板事故所造成的損失往往比較巨大，既會對煤礦企業帶來無法挽回的損失，同時還會在社會上帶來惡劣的影響，所以，在煤礦開采工作時，相關人員應當致力于控制采煤工作面的頂板安全，從根本上避免事故的發生，只有這樣才能確保煤礦企業穩定、和諧發展。

1 采煤工作面頂板事故的主要類型

采煤工作面頂板事故主要可以劃分為以下幾種類型。

1）推垮型冒頂事故。通常在煤礦生產過程中工作面開采的初期經常會發生這一類型的頂板事故，推垮型冒頂事故是煤礦企業對工作面頂板事故預防工作的重點。

2）壓垮型冒頂事故。老頂初次來壓或周期來壓時經常會導致壓垮型冒頂事故，這類采煤工作面頂板事故的特點是發生率相對較小，但是造成的危害是不容忽視的。

3）為漏垮型冒頂事故。在采煤工作面破碎頂板中經常會發生這一類事故，在預防的時候要采取有效的頂板控制技術。

4）沖垮型冒頂事故。由于在堅硬的巖層中具備較大的采空區懸頂，當巨石沿著通道傾斜的滑向煤壁時便會對支架和特殊支架帶來侵害，繼而引發頂板事故。

5）局部巖塊冒頂事故。局部巖塊冒頂事故容易對人造成傷害，同時發生之前并非會有任何明顯的預兆，因而如何控制這類采煤工作面頂板事故是工作的重點及難點。

2 采煤工作面頂板事故的預兆

在工作面不斷推進的過程中增加了頂板的暴露面積，必須要盡快的支護工作空間并處理采空區域，以保障工作面的安全和回采工作的順利展開，其中工作空間包括采煤機械運行、運煤、運料、行人及通風等。應當注意每個細節問題，以避免事故的發生，通常情況下在發生頂板事故前主要有以下先兆。

1）會出現響聲，在巖層下沉斷裂以及頂板壓力急劇增大的時候，支架會產生很大的聲響，這種響聲就是頂板安全事故發生的先兆。

2）掉渣，裂縫和碎塊會在頂板巖石中出現，受到震動后會發生掉渣的現象。

3）片幫，在冒頂前會在煤壁上形成應力集中，使煤層變得松軟，由此使得片幫煤的增多。

4）漏頂的現象，在出現大面積的冒頂之前，碎的偽頂或直接頂會出現漏頂［1］。

這些均是發生事故的先兆，應當及時的予以處理。在采煤工作面頂板事故控制的過程中應對這些先兆充分的了解，積累足夠的經驗，以便有效避免采煤工作面頂板安全事故的發生，促使煤礦開采工作有條不紊的進行。

3 采煤工作面頂板事故的發生機理

在煤礦開采的過程中，直接頂對采煤工作面的空間影響較大，頂板具有中等穩定的性質，但頂板的穩定性是由節理裂隙的發育程度決定的，由于煤層松軟及工作面循環的不正規，這便會引發頂板破碎的現象，再加上頂板破碎導致的液壓支架前梁空隙漏出，進而造成直接頂斷裂下沉到采面，這就是冒頂發生的基本原理。節理裂隙主要分為原生裂隙、構造裂隙和地壓裂隙三種。其中，對頂板控制影響較大的因素為地壓裂隙和構造裂隙，地壓裂隙的形成原因為煤壁前強大的支撐壓力作用在直接頂上，這種裂隙與工作面平行，會影響液壓支架的穩定性，在煤礦開采過程中，工作面承受大量的基本頂和上覆壓力。而構造運動是形成結構斷裂的主要因素，結構斷裂的發生經常會貫穿在整個巖層，由于地下水的作用會將其他物質帶進來，進而減弱了水平面表面之間的粘附力，如果這種裂隙在直接頂上發生就會沒有任何前兆的發生冒頂事故。如果在移架的過程中反復支撐和卸載頂板就有可能引起頂板的破碎，在支撐頂梁不能與頂扳形成接觸面的情況下頂板破碎的程度更加嚴重，進而導致冒頂事故的發生。

4 采煤工作面頂板事故的控制措施

由上述可知，采煤工作面頂板安全事故大體上分為五個類型，即推垮型冒頂事故、漏垮型冒頂事故、壓垮型冒頂事故、局部巖塊冒頂事故以及沖垮型冒頂事故［2］。其中，采煤初期發生頻率最高的為推垮型冒頂事故，而發生概率最低的為壓垮型冒頂事故，其中漏垮型冒頂事故、沖垮型冒頂事故、局部巖塊冒頂事故是需要重點加以防范的，在采煤工作面頂板事故控制的過程中可以從以下幾個方面著手進行。

1）要加強礦井地質工作，在充分研究與分析開采煤層頂底板條件的基礎上做好預測預報工作。

2）要采取合理的頂板控制技術來解決小型構造發育的采面問題。

3）對于煤礦安全規程及相關的作業規程和技術措施的編制、審批、貫徹工作，煤礦企業要引起足夠的重視，通過深入的調查研究來謹慎的對待并認真貫徹執行相關規程。

在對井下的第一手資料進行調查和分析的同時，根據開采技術條件的不同來對相關的規程和措施予以改進與完善。

4.1 采煤工作面初采時的頂板控制措施

對于采高大于開切眼高度的情況，在擴巷的時候就應當從開切眼一端開始進行。將懸臂梁支護應用在單體支柱工作面上，對于頂板穩定情況下開切眼支護的情況，首先將中柱打在原棚梁下，然后將煤壁側的棚腿撤掉，在將一排金屬頂梁架設在拉線打柱后進行回采。當工作面的頂板發生破碎的現象時，就需要架設一梁三柱的抬棚，在將煤壁側幫的棚腿撤掉后開始進行回采。在初采工作面時應當將開切眼刷大，根據頂板的具體情況，可以將開切眼支護采用與工作面推進方向一致的錨桿加鋪頂網支護［3］。

4.2 采煤工作面過舊巷的控制措施

由于長時間的使用以及工作面承受了超前壓力，增加了折梁斷柱的數量，引起的頂板破碎現象容易發生冒頂。因此，應當加快工作面過舊巷時的速度，以便于減少頂板的壓力。為了將空頂時間和空頂面積減少應邊采邊支護。在綜采工作面過舊巷時，可以首先采用液壓支架的前探梁將棚梁端頭托住，然后再逐漸的將拉架前移，如果頂板出現不穩定的情況，可以將上抬梁傾斜的放在前探梁上，這樣可以利用上抬梁空巷的棚粱前進，達到預期的控制效果。

4.3 采煤工作面收尾時控制冒頂的安全措施

為了保證行人和運料的暢通性，可以在開采到停采線時留出最小的控頂距。為了保證退路的暢通應當用木垛保護好上下安全出口。采用從采空區向煤壁和從底部到頂部的回柱次序，如果有中間巷的工作面煤層傾角較小，可以采用兩頭向中間的順序進行回柱，在回柱時要注意頂板的情況。對于采空區內的支架回收工作，要做到全方位的清潔，如果采用的是從上到下的回柱方法，為了避免巖石垮落而導致事故的發生，應密切注意頂板的情況。

5 結語

隨著現代化采煤技術的不斷提高，相當多的煤礦企業相繼制定了一系列的安全管理章程，采煤工作面所引起的安全事故逐漸有減少的趨勢，但是如何預防這些事故的發生仍然是采煤安全工作中的重點。所以，煤礦企業的管理人員應高度重視采煤工作面頂板事故的預防工作，通過大量的經驗找到切實有效的控制措施，對采煤工作面進行科學管理，預防安全事故的發生，保障生命和財產不受損失。

［1］ 程雙明.采煤工作面頂板事故及頂板管理的探討［J］.企業技術開發（學術版），2012，31（11）：117－119.

［2］ 郭志勇，高春生，紀永剛.煤礦井下采煤工作面頂板事故預防措施探析［J］.中國科技縱橫，2012（6）：143－145.

［3］ 馬志虎.淺談井下采煤工作面頂板事故措施［J］.科技資訊，2013，7（15）：36－38.