礦井下采礦頂板管理分析

李志祥/中煤能源新集有限公司

礦井下采礦頂板管理分析

李志祥/中煤能源新集有限公司

頂板的事故在煤礦生產(chǎn)中發(fā)生的高概率不僅會影響煤礦的正常生產(chǎn)，也給工人帶來生命安全的威脅。頂板事故的發(fā)生由于通常受外部因素和內(nèi)部因素的影響，生產(chǎn)技術(shù)因素和頂板管理的合理性缺乏是外因，而煤層頂板的地質(zhì)條件是內(nèi)部原因。為了減少事故發(fā)生。分析了頂板冒落的原因，分析了產(chǎn)生的原因，并采取了相應的措施。

煤礦；井下采礦；頂板管理

前言

煤炭是中國重要的能源之一，其生產(chǎn)在一定程度上關(guān)乎到國民經(jīng)濟的命脈。對于煤礦井下開采工作，一定要做好安全防范，避免重大安全事故的發(fā)生。在礦井下進行煤炭開采工作，由于開采情況復雜，加強頂板管理工作則顯得尤為重要。井下安全事故的發(fā)生多數(shù)是由于頂板發(fā)生故障而誘發(fā)的安全事故。因此，要不斷加強頂板管理工作，對頂板做到及時維護，探索行之有效的措施，確保煤礦井下采礦工作安全進行

一、冒頂事故常見預兆

（一）大型冒頂事故預兆

1.頂板預兆

頂板斷裂或者直接頂與老頂發(fā)生離層現(xiàn)象時頂板會產(chǎn)生斷裂聲，若老頂與上方巖層發(fā)生斷裂或者離層現(xiàn)象則容易產(chǎn)生類似悶雷的聲音。頂板巖層若出現(xiàn)破碎則會伴隨掉渣現(xiàn)象，若人工假頂下掉落大量煤渣和碎矸石則出現(xiàn)冒頂?shù)膸茁瘦^高。頂板下沉或者地質(zhì)構(gòu)造均可能造成頂板裂隙的生成，將楔子插入到裂縫中觀察楔子是否會發(fā)生掉落或者松動現(xiàn)象能夠做出判斷。頂板發(fā)生冒落前容易出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，問頂方法在脫層檢查中應用較廣，若頂板沒有出現(xiàn)問題則聲音清脆，若上下巖層之間發(fā)生脫離現(xiàn)象則頂板之間會產(chǎn)生空洞響聲。

2.支架預兆

應用單體液壓支柱時可見支柱損壞量多于平時，使用金屬支架時可見支架變形，柱體被壓壞；使用木支架時支架發(fā)生壓劈和折斷現(xiàn)象。

3.煤壁預兆

通過礦井壓力來進行判斷，根據(jù)以往經(jīng)驗，在采面頂板事故發(fā)生之前，礦井壓力都會突然變大，在巨大的壓力下，被開采的煤層煤質(zhì)會變得柔軟，在開采時就會很省力，也更容易，一旦出現(xiàn)這種情況，采面頂板事故發(fā)生的可能性就很大。事故發(fā)生都是有預兆的，因此在生產(chǎn)過程中要時刻注意各種因素和征兆，通過捕捉征兆以及時發(fā)現(xiàn)問題，保障及時地撤離，從而避免人員傷亡。

（二）局部冒頂事故預兆

頂板裂隙內(nèi)存在掉矸、掉渣等現(xiàn)象，小塊矸石大量落下；出現(xiàn)大量張開頂板裂隙，敲開問頂時能夠聽到異常聲音；有小地質(zhì)構(gòu)造存在于工作面上，對巖層的完整性造成破壞，從而導致局部冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。

二、頂板發(fā)生事故的主要原因分析

頂板發(fā)生事故既有主觀原因，也有客觀原因。首先，煤礦區(qū)域原本的地質(zhì)構(gòu)造例如斷層或褶曲等造成破碎帶的成型，破碎帶下冒頂事故更易發(fā)生，節(jié)理和層理的不斷發(fā)育容易破壞頂板的穩(wěn)定性能，由此引發(fā)的冒頂事故也較為常見;其次，井下工作人員和相關(guān)管理人員沒有依照科學的制度和管理規(guī)定進行作業(yè)，在突發(fā)情況發(fā)生時，缺少處理突發(fā)問題的常識和能力，沒能在第一時間制止事故發(fā)生;然后，相關(guān)檢查人員沒有進行無死角的檢查，對檢查工作的疏忽大意和玩忽職守，使得檢查制度沒能落實到位，安全隱患沒有及時發(fā)現(xiàn);最后，支架設(shè)備配置不齊全，架設(shè)支架時沒有采用科學合理的方式，大大減小了支架的撐護作用，有些地方因為支架短缺而沒有放置支架，大大增加了冒頂事故的發(fā)生概率。除此之外，開采的順序不合理、巖鑿爆破的不科學等也會導致冒頂事故發(fā)生。

三、優(yōu)化煤礦井下采礦頂板管理

（一）做好壓力預測工作

礦井壓力大小直接關(guān)系到井下生產(chǎn)是否安全，礦井壓力突然增大是采面頂板事故發(fā)生的前兆，礦井作業(yè)空間比較小，而且環(huán)境比較復雜，井下作業(yè)環(huán)境壓力受外界影響很大，往往會隨外界的影響而發(fā)生變化，為保障井下采礦生產(chǎn)安全，工作人員及管理人員都要時刻注意礦井內(nèi)部的壓力變化，加強井底壓力觀測，以使發(fā)現(xiàn)問題，及時采取科學的方法，制定合理的預防措施，從而保障井下作業(yè)人員安全。

（二）加強安全出口管理

作業(yè)面的上下出口最好配備專職人員，主要工作是維護上下出口，做好上下出口的安全檢查，以便在事故突發(fā)時，出口順暢，便于疏散人員。在安全出口處，可以設(shè)置抬棚，在下出口處，可以設(shè)置梯子。對于三角地帶、構(gòu)造帶和安全出口等特殊位置，要進行特殊支護。頂板的維護和特殊支護要定期接受檢查，并記錄檢查結(jié)果，頂板工作人員要對記錄的檢查結(jié)果認真分析，以便及時采取措施。在條件允許的情況下，最好每周開展一次全面檢查，所有相關(guān)人員要到井下排除安全隱患，對記錄結(jié)果進行必要的復查，將危險因素及時扼殺。

（三）切實加強掘進工作面頂板的管理

在煤礦井下掘進巷道時，應加強頂板管理，杜絕掘進工作面冒頂?shù)陌l(fā)生。嚴禁在工作面進行空頂作業(yè)，必須確保金屬前探梁使用，同時在進行爆破前，應當采取相關(guān)防護措施，對于爆破過程中損壞的支架應當立即進行修復。對于巷道的支護，應當充分考慮掘進頭性質(zhì)來選擇巷道的支護方式。在進行煤礦井下采煤時，當掘進頭遇到層理裂隙發(fā)育的巖層或者斷層褶曲時必須縮短棚距；同時，為了有效增強巷道對圍巖的支護能力，應當選擇具有較高支護強度的支架。在選擇支架型號時，應當保障支架具備一定的初承力，有效防止圍巖與支架出現(xiàn)空頂或空幫現(xiàn)象。在進行巷道老支架替換時，需先將老支架進行拆除后方可進行新支架的架設(shè)。當煤礦巷道中存在水患時，應當注重巷道的日常檢查，當煤礦巷道出現(xiàn)異常水患時，應當采取有效的探放水措施。當煤礦巷道出現(xiàn)透水征兆時，應當及時撤離相關(guān)工作人員，同時立即采取相關(guān)措施進行處理。

（四）加強對構(gòu)造帶的特殊支護

對煤礦的地質(zhì)構(gòu)造帶要全面掌握和了解，在預知可能出現(xiàn)的事故前，做好現(xiàn)場的防護措施，并要求現(xiàn)場的工作人員注意可能出現(xiàn)的故障和突發(fā)狀況，在開采過程中，要有監(jiān)理人員全程跟蹤，做好安全保障工作。工作人員在工作過程中，要嚴格按照規(guī)章制度作業(yè)，做好自身的安保措施，聽從隊長的指揮與領(lǐng)導，一旦在工作中遇有突發(fā)狀況或危險情況及時向隊長報告。當遇有大型冒頂事故時，要做好清理退路的準備，確保逃生道路順暢，保證人員的生命財產(chǎn)安全。井下作業(yè)情況復雜，對于不遵守規(guī)章制度，擅自行動的人員要給予嚴厲懲處。

（五）頂板管理的其他方法

為切實強化管理效果，井下管理人員制定切實可行的獎懲制度，以制度規(guī)范井下作業(yè)人員的行為，對于工作態(tài)度認真嚴謹，敬業(yè)奉獻，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患的工作人員予以獎勵，對散漫、不按規(guī)章辦事的人員予以嚴懲，通過獎懲制度提高工作人員的責任心和安全防范意識。管理人員要不斷創(chuàng)新管理方式，善于從以往的頂板安全事故中汲取經(jīng)驗教訓，不斷總結(jié)經(jīng)驗，預防以后頂板安全事故的發(fā)生。

四、結(jié)束語

為了提高煤礦安全生產(chǎn)的系數(shù)，必須及時采取有效措施消除安全隱患，嚴格按照作業(yè)規(guī)程對前探支護措施進行全面落實，不得進行空頂作業(yè)，同時需要加大現(xiàn)場安全檢查的檢查力度，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患需要立即進行有效處理，除此之外，還需要使采掘工作面的現(xiàn)場支護質(zhì)量不斷獲得提升。

[1]郭志明．煤礦井下采礦頂板管理探討[J]．現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化．2014(23)：30-32．

[2]王崇平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2011（9）

[3]蔡露平．煤礦井下開采中的采面頂板管理分析[J]．企業(yè)技術(shù)開發(fā)．2015(15)：172．