探析煤礦開采中地質(zhì)條件引發(fā)的頂板事故及其防治

孫正峰 冀中能源集團有限公司章村礦

一、出現(xiàn)煤礦頂板事故的分析

（一）褶皺結(jié)構(gòu)

地質(zhì)作用于巖層，然后產(chǎn)生一些變化，逐漸形成像波浪一樣的彎曲形狀，并且沒有缺少連續(xù)性的形態(tài)特點。若從地質(zhì)力學(xué)的角度，對此進行分析，通常情況下都是經(jīng)過水平擠壓剪切力或者是水平擠壓力發(fā)生作用而逐漸形成的褶曲，煤層隨之也會出現(xiàn)塑性的滑動。受到構(gòu)造應(yīng)力的作用影響，巖層的不同部位都會出現(xiàn)一些節(jié)理、裂隙、小斷層等等之類的內(nèi)部小構(gòu)造，這樣就會導(dǎo)致發(fā)生頂板事故。

（二）巖漿侵入

如果有巖漿侵入事故的發(fā)生，那么會嚴(yán)重破壞原本煤層所具備的完整性和連續(xù)性，并且因為巖漿侵入煤層，就會導(dǎo)致形成巖體。巖體具備不規(guī)則的邊緣。通常會有一些特殊的揉皺現(xiàn)象發(fā)生在侵入體前緣的巖層中，煤理很凌亂，僅有一些漩渦狀的內(nèi)部小構(gòu)造。倘若沒有熟知切掌握巖漿侵入后的分布特點和變質(zhì)規(guī)律，只要支護方面沒做到位就會導(dǎo)致出現(xiàn)局部冒頂問題[1]。

（三）斷裂構(gòu)造

因為存在斷層，會使巖層、煤發(fā)生斷開的現(xiàn)象，兩邊巖塊也會隨之發(fā)生相應(yīng)的位移，對煤層的連續(xù)性造成了不小的破壞。在不同的構(gòu)造環(huán)境之中，斷層在廣泛發(fā)育且普及，并且有很多類型，尤其是在一些復(fù)雜的礦區(qū)。它們的破碎帶、斷距不一樣，同時破壞圍巖的程度也是各不相同的。發(fā)生頂板事故的主要部位就是破碎帶；除此之外，通常會有很多揉皺、牽引褶曲、破碎以及擠壓等等之類的問題會出現(xiàn)斷層的兩邊，也擴大了頂和煤層的裂隙，并且經(jīng)常導(dǎo)致增加或減小煤層的厚度，如果在生產(chǎn)過程中暴露了該部分的煤層，這就更容易發(fā)生冒頂事故。

二、頂板事故具體原因

（一）地質(zhì)構(gòu)造

通常情況下，我國地理面積遼闊，并且復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造。同時因為這些原因，使煤礦開采的難度不斷增加，并且，一些與煤礦相關(guān)的生產(chǎn)條件能夠直接影響到開采人員的人身安全。根據(jù)大數(shù)據(jù)的調(diào)查得知，我國所有的煤礦之中，有近四成的煤礦所在地的地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，較為簡單的紙質(zhì)條件大概占有百分之二十一左右。除此之外，生產(chǎn)煤礦的過程中，煤層中較高含量的是瓦斯，如果大意了，就容易導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)。布置管網(wǎng)式的開采巷道，容易聚集許多容易引發(fā)一些災(zāi)難的原因，更加容易導(dǎo)致煤礦出現(xiàn)一些大的災(zāi)害產(chǎn)生。

（二）落后的設(shè)備及技術(shù)

（1）不合理的開采布局、落后的開采方法、沒有詳細(xì)分析開采布局、布置巷道隨便，相關(guān)人員見到煤就開挖，亂才亂用，沒有遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，就會增加頂板的壓力，這樣就會導(dǎo)致生產(chǎn)成本變高，還潛藏著不安全性。

（2）不正常的工作生產(chǎn)循環(huán)。沒有能夠使采掘工作循規(guī)蹈矩的完成，經(jīng)常性的放出班炮，放炮完畢之后，不能夠及時支護露出的頂板，還有一部分的支架會因為放炮而導(dǎo)致崩塌，沒有對此進行及時的修復(fù)工作，導(dǎo)致頂板長時間的懸露在外，容易發(fā)生冒落現(xiàn)象，這樣會使頂板事故多頻率的發(fā)生。

（3）落后的支護設(shè)備。其他地方小煤礦與煤礦井下所采用的支護方式是一致的，通常情況下，都是選擇使用木材支護和裸體之后，特別是全部采用木材支護來完成采煤工作。然而木材支護有著較多的缺點，如抗壓能力不行、支護效果不好等等之類并且還要經(jīng)常對木材支護進行維修工作。

三、針對頂板事故的有效解決方案

（一）優(yōu)化設(shè)計方案

在對一些方案進行優(yōu)化的過程中，相關(guān)的人員需要對巷道周邊的地質(zhì)條件進行充分的考慮，并選擇最佳的支護形式。在預(yù)防發(fā)生煤礦頂板事故的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員需要才去可靠的措施，如：挑選使用一些拱形的頂板，促使頂板抗壓能力能夠增加，圍巖承載能力能夠提升，分析手段可以才去數(shù)字化的方式，選擇最佳的支護方式減少頂板事故的發(fā)生。

（二）加強管理工作面頂板

在進行煤礦掘進工作的時候，為了能夠減少出現(xiàn)工作面冒頂?shù)默F(xiàn)象。就必須做好管理頂板的相關(guān)工作，禁止發(fā)生空頂作業(yè)，還要運用金屬前探梁在施工過程中[2]。如果要進行一些爆破作業(yè)時，相關(guān)工作人員一定要做好防護措施，同時要對被爆炸所損壞的支架進行修復(fù)。在面臨一些選擇支護方式時，要嚴(yán)格參考一些掘進頭相關(guān)的性質(zhì)特點進行選擇。在開展井下采煤工作時，巖層正好是在層理裂隙斷層褶曲時，就需要相關(guān)人員使棚距減少。如果過程中出現(xiàn)水患，日常巡檢工作需要做好，情況異常時，采取必要的放水措施。

（三）技術(shù)方面

需要做好一些地質(zhì)預(yù)報工作，多次勘探巷道實際情況，檢查是否有異常水文情況。沒有問題之后，在進行掘進巷道的工作。還有，相關(guān)人員一定要按照說明書的流程在開展作業(yè)之前，并且設(shè)計好巷道的支護技術(shù)。還需要嚴(yán)格培訓(xùn)相關(guān)的施工人員，幫助他們熟悉了解施工工藝，并且按照規(guī)章進行操作。

四、結(jié)束語

一些煤礦的地質(zhì)問題能夠直接引起頂板事故發(fā)生，并且?guī)硪恍┌踩[患問題，使相關(guān)人員受到生命威脅的可能性大大增加。這類問題的出現(xiàn)，某種程度上直接影響到煤礦頂板事故的發(fā)生。與此同時，相關(guān)人員選擇一些科學(xué)合理的方法，及采取正確的方式進行預(yù)防工作，有效的防止出現(xiàn)煤礦開采時因為地質(zhì)條件而帶來的頂板事故。