煤礦采煤工作面頂板事故防范研究

張敏

摘 要：我國煤礦開采主要以井工開采為主，因此對煤礦開采過程中的頂板安全要求較高。然而在煤礦采掘中煤礦頂板事故經常發生。本文通過分析煤礦頂板事故發生的主要原因，針對實際情況對頂板管理及頂板加固進行了深入的探討，并提出相應的安全措施，以防范頂板事故的發生。

關鍵詞：采煤工作面；頂板管理；事故措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.072

據統計，我國煤礦井下生產過程中所發生的事故，采煤工作面頂板事故發生率較高。近年來，頂板事故不僅對煤礦生產帶來了巨大的經濟損失，同時對社會也產生了極大不良影響。因此，采煤工作面的頂板管理是煤礦生產中的重中之重。影響頂板事故的因素很多，包括人為因素、圍巖以及支護等各個方面。現階段，想要完全杜絕采煤工作面頂板事故的發生還只是理想，因此我們只有針對事故原因采取相應的應對措施，來降低事故的發生概率及經濟損失。

1 采煤工作面事故發生的主要原因分析

引發煤礦采煤工作面頂板事故的原因很多，常見的原因主要有以下幾種。

1.1 采煤地質條件的影響

在煤礦井下開采過程中，一些地質構造對回采工作面的影響較大，它可以改變回采工作面正常的應力分布規律，比如一些地質破碎、地質斷層、斷層節理等。其中斷層節理是最常見也是對回采工作面影響最大的。斷層的節理內經常夾雜大量泥層，極易造成圍巖破碎，穩定性較差，嚴重制約著煤礦采煤工作面頂板管理及支護工作的順利開展。此外，破碎巖體對采煤工作面頂板的安全性也具有一定的隱患和制約，采煤過程中多少都會對巖體結構產生一定破壞引發巖體變化，當層面滑移達到一定的極限時，這時整個巖體就會解體發生冒落。

1.2 礦山壓力的作用影響

煤礦在開采過程中，開采工作面的上覆巖層會發生一定的形變，致使覆巖應力重新達到平衡狀態。在這一變化過程也是應力的釋放過程，應力主要是通過煤層頂板直接傳輸到工作面支護支架上面。礦山壓力主要表現在煤礦開采下出口附近，發生的比較激烈，其中影響較大的是采煤工作面中部頂板，所受壓力較大下沉速度非常快。此外，在初期來壓和周期來壓時也會對整個回采工作面產生較大的壓力，如果未及時采取應對措施的話極易發生冒頂事故。

1.3 煤礦作業人員粗心大意

通過對一些煤礦頂板事故進行歸納和分析，可以看出頂板事故的發生，還與人為主觀因素有關：第一，部分煤礦作業人員缺乏安全意識，認為發生安全事故的概率很低，對一些小的安全隱患不以為然。第二，在煤礦開采之前，沒有對采煤工作面按照程序進行依次檢查，沒有執行“敲幫問頂”排除安全隱患后就進入工作面作業。第三，缺乏專業的安全知識，對頂板出現一些故障不能夠清楚的認識，沒有專業的處理技能，例如頂板松石的變化，在處理過程中很容易會造成撬小落大或撬左落右引發安全事故。

2 采煤工作面事故防范措施

2.1 加強礦井地質研究工作

加強礦井地質工作，尤其是煤礦采煤工作面頂底板勘查方面，做好該工作可以為采煤工作面頂板事故預防措施，提供有效的科學依據。只有通過對圍巖的變形特點和覆巖移動規律進行分析，并結合開采煤層的條件，才能制定出科學的策略，有效地調整和改進開采方法和安全措施。

2.2 煤礦頂板管理工作

（1）周期來壓前和來壓時的頂板管理工作。周期來壓前。首先，加強對采煤工作面周期來壓的預測、預報，并將礦壓情況及時傳輸給采煤區隊。第二，對井下采煤設備進行全面檢修，尤其是綜采支架，并加大工作進度。第三，重視上下順槽超前支護管理方面，保證綜采支架具有充足的工作阻力。

另外，如果在采煤工作周期來壓之前發生頂板破碎和片幫事故時，應及時對采煤工作面頂板破碎以及片幫區域進行超前加固后，方能通過。

周期來壓時。當周期來壓時，我們可以利用工作面自身的壓風系統，通過應用注漿泵將馬麗散經自攻鉆桿加注到破碎頂板及煤壁內，將煤壁和頂板進行膠結，故而可大大降低頂板事故的發生率。

（2）頂板加固方案實施。針對煤礦采煤過程中出現的片幫及漏頂情況，為加快推進速度，我們根據采煤工作面的現場實際情況可以制定如圖1所示的鉆孔布置方案。針對破碎頂板進行加固過程中，為防止推進移架時破碎碎矸石垮落可以實施如圖2所示的片幫漏頂區矸石加固方案。

在加固施工過程中需要注意以下幾個方面：在空位設計方面。要根據具體的注漿設計合理的注漿參數；鉆孔方面。要嚴格依據空位設計參數進行，針對部分塌孔嚴重的地方可以直接采取自鉆式注射管進行鉆孔和注漿；注射管安設方面。注射管和注射花管的連接要依據封孔深度的多少安裝封孔器；注漿過程。在注漿過程中要遵循注漿原則及時調整且要仔細觀察注漿區域的變化情況，若出現異常現象要及時處理。

3 結束語

由于井下采煤環境十分惡劣且不斷變化，在煤礦開采過程中經常發生各類安全事故，其中尤其采煤頂板事故發生率較高。因此，對煤礦頂板事故的發生規律、發生原因等進行歸納分析，有針對性地提出科學合理的預防措施提高頂板管理水平，進而可有效降低頂板事故的發生率。

參考文獻：

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