關于預防輕放工作面冒頂事故的研究

鄭海周

摘 要：地下開采過程中極易因礦山壓力遭到破壞而出現(xiàn)上部礦巖層自然塌落的現(xiàn)象，其不僅發(fā)生頻率較高，造成的人員傷害也比較大，且事故影響時間也較長。本文以發(fā)生多次冒頂事故的某礦業(yè)分公司為例，深入分析其輕放工作面發(fā)生冒頂事故的主客觀因素，并根據(jù)自身工作實踐提出了相關預防措施。

關鍵詞：煤礦；輕放工作面；冒頂事故；預防措施

一、工作面概況

2003年，某礦業(yè)分公司建成并投入生產，于2005年引進了綜合機械化輕型放頂煤回采工藝，該回采工藝采場液壓支架的型號為ZFQ2400-16/24，采煤機的型號為MXG-350雙滾筒，采面煤壁和老塘側在運煤時所采用的可彎曲刮板輸送機型號分別為SGD-630/220和SGD-630/180，起著供液作用的泵站共有兩泵一箱，型號為RB160/31.5。采煤工作多為地下操作，較為復雜的地下環(huán)境與水平不高的管理及技術是導致冒頂事故高發(fā)的主要原因，操作人員的生命安全受到極大威脅，杜絕輕放工作面冒頂事故或降低事故造成的損害，對礦業(yè)公司實現(xiàn)安全生產有著十分重要的現(xiàn)實意義。

二、工作面冒頂事故分析

筆者詳細調查了該礦業(yè)分公司發(fā)生的多起冒頂傷亡事故的原因，發(fā)現(xiàn)誘發(fā)輕放工作面冒頂事故的因素較多，具體可分為客觀因素與主觀因素。

（一）客觀因素

1.地質構造

輕放工作面在回采過程中，常常會遇到諸如落差較小的斷層、褶曲、裂隙、陷落柱、頂板松散破碎異常區(qū)之類的小型地質構造，其中，斷層、裂隙、頂板松散破碎異常區(qū)對回采工作面造成的影響最大。以上隱伏于工作面不易被發(fā)現(xiàn)的小型地質構造使得工作面的正常壓力狀況發(fā)生變化，進而將會導致工作面發(fā)生片幫或冒頂事故。

2.礦山壓力

在開采煤礦的過程中，采場上的覆巖層極易發(fā)生移動或變形現(xiàn)象，礦壓由此產生。礦壓經由煤層底板將會直接傳遞至工作面的支架上。采場煤壁處，尤其是回采工作面及下出口的礦壓最高。在輕放工作面中，下沉量較大的中部頂板也承受著較多的壓力，初期來壓和周期來壓均會導致礦山壓力的增加。此時如果技術人員無法有效掌握頂板的活動規(guī)律或沒有采取到位的措施均會引起工作面冒頂事故。

3.水

含水砂巖較易在推進工作面過程中從頂板流出，煤巖層極有可能會因長期浸泡于水中而變軟，煤巖的抗壓強度隨之變小。此外，流至工作面的水還會對采煤設備造成較大的影響，煤礦事故發(fā)生幾率大大增加，同時還會引起頂部煤巖出現(xiàn)離層、變軟甚至冒落等現(xiàn)象。

（二）主觀因素

1.管理

管理不到位是工作面回采過程中導致冒頂事故頻頻發(fā)生的重要原因。煤礦管理工作貫穿割煤、采煤等過程，其管理不到位主要體現(xiàn)為以下幾個方面：

其一，割煤過程中常常會出現(xiàn)煤壁不直的現(xiàn)象，然而不少煤礦管理人員卻嚴重忽略了這一問題，進而導致礦山壓力較為集中；

其二，采高過大則往往會導致煤壁出現(xiàn)片幫情況，此時如果不采取及時支護的措施往往會導致片幫現(xiàn)象更為嚴重；

其三，在機電設備管理環(huán)節(jié)，無法正常運轉的機電設備將會導致輕放工作面的推進度較慢，從而將會引起冒頂事故；

最后，技術人員的專業(yè)技術水平不高，違規(guī)操作現(xiàn)象層出不窮也是引發(fā)工作面冒頂事故的主要原因。

2.支架工作狀況

剛暴露的頂煤往往會由于液壓系統(tǒng)漏液、竄液或泵站平均輸出壓力不足25MPa、閥組供液不足等原因而無法得到及時的支護，在煤壁前方支撐壓力的作用下，頂煤將會產生較多的裂隙，甚至還會變成破碎或裂隙發(fā)育的碎頂，架前冒頂產生的幾率大大增加。此外，架前頂板空頂距、支護質量、割煤及放煤質量也會加大冒頂事故的發(fā)生幾率，此處不再贅述。

三、預防冒頂事故的措施

（一）促進管理水平提升

在管理環(huán)節(jié)，一方面需對泵站的維修與保養(yǎng)加以重視，以避免液壓系統(tǒng)因跑、冒、滴、漏現(xiàn)象而影響到工作面時的壓力和供液；為了實現(xiàn)循環(huán)作業(yè)的正規(guī)性，需保證工作面合理快速推采。

（二）充分利用技術手段

為了減少地質構造對輕放工作面的影響，技術人員需充分利用技術手段探明工作面內隱伏的地質變化，在接近前文提及的小型地質構造時，可根據(jù)探明情況采取有針對性的加強支護措施，冒頂事故可得到有效預防。

（三）積極探索頂板活動規(guī)律

本礦業(yè)公司引進炮采和普采工藝時，已經通過大量的分析及實際觀測工作掌握了主采煤層的頂板活動規(guī)律，但仍停留于理論上的分析，實際觀測過程中所獲得的資料無法為實際生產提供有效的指導。針對此現(xiàn)狀，公司需充分利用礦壓觀測儀器儀表，通過全面系統(tǒng)觀測分析頂板活動掌握其活動規(guī)律，并據(jù)此采取積極的防范措施以防治或應對冒頂事故。

（四）盡最大可能縮短頂板暴露時間

在割煤前，采場處于最小控頂距狀態(tài)，此時需保證滾筒落煤后及時將伸縮梁護頂伸出，并在前溜頂過后立即進行移架操作，具體可采用帶壓擦頂移架的方式，以避免破壞頂板的完整性以及冒頂事故的出現(xiàn)。輕放工作面的端頭壓力較為集中，且工作面與風道間較易形成銳角煤柱，一般而言，該煤柱在集中壓力下會松散破碎。對此，技術人員可提前做腮角板方式控頂，并在端頭兩組支架上頂每隔0.5～1.0m置入一塊腮角板，以增強支護的整體性，避免腮角出現(xiàn)冒頂事故。

四、結語

采煤工作大多在地下進行，較為復雜的工作環(huán)境及不到位的管理工作是煤礦事故高發(fā)的主要原因，水、火、瓦斯、煤塵以及本文重點闡釋的冒頂事故并稱煤礦五大災害。

本文以多次發(fā)生冒頂事故的某礦業(yè)分公司為例，詳細分析了誘發(fā)冒頂事故的主客觀因素，并提出了相關預防措施，以期為我國煤礦企業(yè)的發(fā)展提供理論參考。

參考文獻：

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