煤礦采礦工程中地質條件引發的頂板事故及其措施

李霄武

摘 要：在煤礦采礦工程中會出現頂板事故，造成事故的主要因素有很多，對于由于自然地質條件因素導致的頂板事故，可以通過對煤礦工程工作面進行詳細的分析和研究，找出其原因并提出有效的防治措施。本文針對煤礦采礦工程中由于地質條件所引發的頂板事故的原因進行了分析，并提出了防治的意見和措施。

關鍵詞：煤礦采礦工程;頂板事故;地質條件;防治措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.078

頂板事故是我國煤礦開采過程中一項非常嚴重的事故，對我國煤礦開采員工的生命安全產生嚴重的威脅，同時對于我國煤礦采礦工程的可持續發展產生不利的影響，因此，在煤礦采礦工程實施之前要對工作面的自然條件因素進行調查和分析，并根據地質條件提出有效的預防措施。

1 煤礦采礦工程中頂板事故的主要類型分析

煤礦采礦工程中頂板事故的發生會對開采工作和礦工的生命安全產生嚴重的威脅，因此，在采礦工程施工之前應對地質條件進行調查和分析，提前做好防治措施，總結煤礦采礦工程中頂板事故發生的類型主要有以下幾種：一種是局部冒頂事故;煤礦采礦應具備的開采條件包括薄層結構的復合頂板以及煤礦開采層埋藏的深度和采高以及開采寬度都較適合，采動應力場高峰深入壁前方，也就是說存在內應時。在滿足這兩種開采條件后，如果出現冒頂事故，那么其發生的時間和地點則取決于老頂來壓運動的規律。局部冒頂事故一般都發生在老頂來壓的過程當中，尤其是老頂來壓和復合頂板開裂的地方。第二種類型是壓垮型頂板事故。在開采過程中出現的頂板壓垮支架從而引發較為嚴重的垮塌事故，其主要發生在直接頂和老頂大面積來壓的過程當中。第三種類型是推垮型頂板面積垮塌事故。此類型事故也是發生在頂板來壓的過程當中，其垮塌的情況可以有三種，向老塘推垮和向壁推垮以及向傾斜一側推垮。導致推垮的動力來自頂板自身，也不排除老頂斷裂時所產生的沖擊力作用。

2 煤礦采礦工程中由于地質條件引發的頂板事故原因分析

（1）地質構造因素分析。地質構造因素導致的頂板事故主要包括三種形式，一種是褶皺構造導致的頂板事故。巖層的褶皺構造主要是由于地質作用力的影響，使巖層產生變形從而形成波狀彎曲，同時又沒有失去連續性的地質構造形態。從專業的角度分析，褶曲是在水平擠壓力和剪刀力共同作用下而形成的，煤層在滑動的過程中巖層會受到構造力的影響而導致在煤層的不同地方出現裂痕和斷層等影響內部構造，從而發生頂板事故。第二種是巖漿侵入導致的頂板事故。巖漿的侵入導致煤層的連續性遭到破壞，并且巖漿侵入煤層后形成的巖體邊緣不規則，導致煤層出現特殊的揉皺和煤理紊亂等情況。如果在開采過程中對巖漿入侵的規律和特征沒有進行準確的掌握，并且支護不當的情況下就會導致局部冒頂事故的發生。第三種是巖層斷裂構造導致的冒頂事故。斷層會使巖層和煤層斷開，從而出現位移導致巖層的完整性遭到破壞，斷層會存在不同的構造環境當中，其類型也多種多樣，而頂板事故多發生于斷層的破碎地帶。

（2）地質條件因素分析。在煤礦開采工程在施工過程中，導致巖層靜止平衡的狀態被打破，當開采過程中對巷道的發掘和回采活動都會對使巖層的靜止狀態受到影響，導致巖層內部的作用力發生改變，當作用力重新分布后的應力作用超過了煤層和巖層的可承受強度時，巷道和回采工作面附近的煤層和巖層就會受到嚴重的影響。這時工作面的頂板出就會出現下沉和離層以及裂縫的情況，并且如果開采中的支護措施不合理，就會導致采礦工程施工出現冒頂事故。而頂板下沉的主要原因是由于頂板與其上部巖層所產生的重力所引起的，頂板一旦出現下沉的趨勢，無論使用何種支撐方式都無法阻止下沉的發生。但是在不同的條件下，采礦工程的工作面頂板下沉與支架之間的支撐力是呈反比關系的，頂板下沉的量和上部巖層中巖石的性質有著直接的關系，巖層厚度較為堅硬的頂板的下沉量多數情況下都很小。頂板一旦發現出現裂痕，那么就可以判斷出頂板上部巖層在其結構的強度上發生了改變，導致其連續性受到影響，從而出現斷裂的情況。

3 煤礦采礦工程中頂板事故的防治措施分析

對于煤礦采礦工程中存在頂板事故應對其發生的原因進行分析，并在開采之前做好充分調查，做好有效的防治措施。首先，要對煤礦采礦工程所在區域的地質構造及對頂底板的特征進行詳細的分析，同時要做好施工過程中的預測和預報工作。施工前要對施工區域的地質構造進行調查和分析，并掌握地質構造和頂底板事故之間存在的內部聯系，這樣有助于在采礦過程中做好準確的預測和制定有效的防治方案。對采礦工作面的作業制度進行科學合理的規劃和安排，并針對工作區域的地質條件制定出詳細的說明，同時應制定出詳細的頂板的管理方案，做好應急準備。另外，還要根據采礦工程施工的進度和巖層的變化情況，對頂板的管理措施進行及時的修改和補充。如在地質條件較為特殊的工作環境，應根據地質條件，應采取特殊及安全的支護方式。其次，要對采礦工程的巷道進行科學合理的設計和布局。在采礦工程施工之前應對地質構造進行準確的考察外，還應科學合理的設計巷道，應避開地質構造線，同時也要避免在斷層和節理破碎帶等地質構造較為特殊的地帶附近布置巷道。

4 結束語

經濟和社會的不斷進步和發展，企業和居民對煤炭的需求量在不斷的增長，這對煤礦開采工業來說對其開采量也提出了更高的要求。在煤礦開采過程中存在很多不安全因素，其中頂板事故就是其中較為嚴重的事故，對采礦工人的人身安全及煤礦采礦工程的健康發展都產生嚴重的影響，因此，在煤礦采礦工程施工之前應對地質條件和地質構造進行考察，并對其內部存在的不安全因素等進行分析，提前做好預測和防治措施。

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