采煤工作面頂板事故的控制探討

摘要：文章以加強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，其次對采煤工作面在頂板發生安全事故時的預兆進行了闡述，最后在對采煤工作面頂板事故發生機理進行基礎上，提出了對采煤工作面頂板事故進行控制的具體措施。

關鍵詞：采煤工作面；頂板事故；安全事故；冒頂事故；煤礦開采 文獻標識碼：A

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

據有關部門調查，目前在我國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。一旦煤礦發生頂板安全事故對煤礦所造成的損失往往都比較巨大，這樣不但對煤礦企業會造成無法挽回的經濟損失，而且還會在社會上給整個企業的整體形象帶來惡劣的影響。因此，采煤工作面頂板安全事故將越來越被煤礦生產企業所重視。

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發生在煤礦開采過程的初期。煤礦企業對煤礦頂板工作面頂板事故預防的重點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生在煤礦的一些開采老頂上，其主要在煤礦老頂初次來壓或周期來壓時發生。壓垮型冒頂事故在煤礦的開采過程中發生的幾率相對較小，但其造成的實際危害也是不容忽視的。

1.3 漏垮型冒頂

這一類事故在進行采煤工作面頂板破碎時會經常發生，要想預防這類冒頂事故的發生，必須采取有效的頂板控制技術加以預防。

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程中巨石沖擊煤壁，造成采空區懸頂的支點發生破壞而引起的。

1.5 局部巖塊冒頂

這種冒頂事故在發生前往往沒有明顯的征兆，具有偶發性和突發性，對人很容易造成傷害，因此在工作中應該重點加強這類頂板事故的控制和預防。

2 采煤工作面在發生頂板事故時的征兆

隨著采煤工作的順利開展，采煤工作面也在不斷向前推進，煤礦頂板的暴露面積在工作面不斷向前推進的過程中必然會不斷增大。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行，必須要對煤礦工作空間進行及時的支護和對采空區域進行及時的處理，其中采煤工作空間包括采煤機械的運行、運煤、運料、行人及通風等。為避免煤礦事故的發生應該在每個細節上加以注意，并經常總結發生頂板事故前的主要先兆。（1）會出現響聲，這種響聲主要來源于煤礦支架。當煤礦巖層下沉發生斷裂時，直接會導致煤礦頂板壓力的劇增，煤礦支架就會發出巨大的響聲，煤礦頂板事故發生的先兆之一就是這種響聲的出現；（2）頂板巖層中出現掉渣、裂縫的現象，這主要是由于巖層發生斷裂的過程中，局部會發生松動，這是判斷煤礦頂板事故是否要發生的很重要的一個先兆；（3）片幫煤的增多。這主要是由于煤礦要發生冒頂時，應力會集中在煤壁上，從而使得煤礦會變得松軟，形成大量的片幫煤。

要想在煤礦的開采過程中，避免頂板安全事故的發生，必須要對以上這些煤礦頂板事故先兆充分地了解和認識，并且要不斷積累和總結工作經驗，一旦在煤礦工作面開采時發現上述事故先兆，要給予足夠的重視，并及時加以分析和處理。

3 采煤工作面頂板事故的發生機理

頂板直接頂在煤礦的開采過程中，對采煤工作面的空間影響較大。中等穩定性是頂板的主要性質，但在實際的煤礦頂板支護過程中節理裂隙的發育程度在很大程度上決定了頂板的穩定性，在煤層松軟的情況下，如果工作面循環不正規，便很容易引發頂板破碎現象的發生。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，這便是煤礦冒頂發生的基本原因。原生裂隙、構造裂隙、地壓裂隙是節理裂隙的主要分類，這三者中地壓裂隙和構造裂隙對煤礦頂板控制的影響較大。在煤礦頂板支撐架移動的過程中，如果對頂板進行反復的支撐和拆卸，會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，會發生更加嚴重的頂板破碎現象，甚至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，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常發生的一些煤礦安全事故。在這幾類事故當中，推垮型冒頂事故在煤礦開采工作的初期發生的頻率較高，壓垮型冒頂事故發生的概率最低。需要重點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。為此在對采煤工作面頂板事故的控制過程中可以從以下三個方面重點著手加以防范：（1）對礦井的地質工作要加強預測和預報工作，要想做好這一點需要對開采工作面的頂底板條件加以充分的研究和分析；（2）對于煤礦小型構造發育的采煤問題，要采取科學合理的煤礦頂板控制技術措施來加以解決；（3）煤礦企業要足夠重視煤礦安全規程和相關作業規程以及一些技術措施的編制工作和審批工作，要深入調查和研究這些方面，并且要謹慎對待，認真貫徹和落實相關規定。

4.1 采煤工作面初采時的頂板控制措施

對于比較厚的煤層，在開采采高大于開切眼高度的煤層時，進行煤礦擴巷時要從開切眼的一端首先開始擴巷。如果頂板有破碎現象的發生，在進行煤礦回采工作時，首先需要架設一梁三柱的抬棚，然后撤掉煤壁側幫的棚腿再進行回采工作。此外在初采工作面時最好刷大開切眼，按照具體的頂板實際情況，開切眼支護可以采用錨桿加鋪頂網的方式支護，但其推進方向要與工作面的推進方向一致。

4.2 采煤工作面過舊巷時的控制措施

舊巷在煤礦中由于已經使用過很長時間，頂板一般都比較破碎，采煤工作面過舊巷時如果不采取相關的措施，冒頂事故會很容易發生。為此，對采煤工作面過舊巷時候的速度應該加快，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的方式進行工作，這樣可以將空頂時間和空頂面積減少。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，然后再逐漸將拉架前移。

4.3 采煤工作面在收尾時冒頂的安全控制措施

在煤礦即將開采到停采線時，最好要留出適當的控頂距，這樣可以方便行人和運料車的通行。對煤礦上下安全出口要用木垛保護好，這樣可以保證工人退路的安全暢通。在進行采煤工作面回柱工作時，回柱次序最好采用從采空區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，如果遇到煤層傾角較小，在進行煤礦回柱時，最好采用兩頭向中間的煤礦回柱順序進行回柱，并且在回柱時，對頂板的安全情況要特別注意。此外，在回收采空區內煤礦支架時，要做到全方位的清潔。

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，由采煤工作所引起的安全事故有逐漸減少的趨勢，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而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，對采煤工作而進行科學管理，預防安全事故的發生，保障生命和財產不受損失。

參考文獻

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

（責任編輯：蔣建華）