談談礦井頂板事故的原因及安全管理

摘要：本文對頂板事故的形成過程和頂板事故的原因作了分析，并提出了不同的防治措施和日常安全管理工作的重點。

關鍵詞：煤礦頂板；事故；安全管理

1 前言

礦井頂板事故是建井、生產過程中多發性的事情。這類事故的后果往往造成較大人員傷亡和經濟損失，嚴重威脅礦井安全生產。礦井回采工作面頂板事故發生的原因，一是對采礦工作面的頂底板情況及其活動規律了解不清；二是缺乏針對性防治措施。實踐證明，頂板事故的發生基本上是有規律的，只要能用正確的理論和手段實現對頂底板的監測，掌握其活動規律，把頂板管理建立在科學的基礎上，頂板事故是可以預防的。因此深入總結和分析常見頂板事故原因和條件，加強頂板管理，杜絕或減少頂板事故，是做好礦井安全生產工作的重要任務之一。

2 頂板事故的形成過程

以煤礦為例：煤炭在地下開采，直接受上覆巖層壓力的影響。因開拓、掘井或采煤，破壞了原有地層的平衡狀態，造成礦山壓力分布不均勻。這種分布不均勻的壓力作用在巷道或回采工作面及四周的煤、巖體上，一旦超過巷道或頂板的支撐力，輕則會出現頂板沉降、片幫、支架回縮，重則就會發生底鼓、冒頂、斷梁折柱、巷道壓垮等現象。頂板事故形成與地質構造、頂板性質、支架支撐情況、推進速度、操作程度和生產現場管理都有直接關系。

3 頂板事故的原因

在局部礦山壓力(多為直接頂或偽頂)作用下，由于局部空幫、空頂或支護不當、不及時支護造成煤、巖局部垮落而造成局部冒頂；由于礦山壓力過大，主要是直接頂或老頂來壓時，由于支護密度不夠，支護可縮量小，頂板沉降不均衡造成支架斷裂、垮塌。使采、掘、維修工作面頂板大面積垮落而造成大冒頂。

采空區頂板垮落不好，懸頂面積大;回柱操作順序不合理，如先回承壓柱，引起周圍破碎頂板的冒落，或大塊巖石推倒支柱，使臨近破碎頂板失去支托而造成局部冒頂;工作面支護質量不好，支架密度不夠。木支架、棚腿、頂梁以及點柱的坑木尾徑太小。初撐力不足;在遇到地質構造(如斷層、褶曲、頂板松軟、破碎等)時．沒有采取針對性的有效措施也易造成局部冒頂;開采深度、煤層傾角、水、開采方式、斷面大小等都會影響頂板的穩定 護。性;防止放炮倒棚子。炮眼要布置合理，裝藥量適;時間的影響。圍巖暴露時間長會因風化、變形及水的作用降低強度，而引起破壞、冒頂;管理上的原因， 違章作業，不堅持敲幫問頂、空頂作業等均會導致冒頂。

4 頂板事故的預防措施

4.1 及時支護．不空頂作業

堅持使用超前探梁。錨噴巷道放炮之后，進行初噴砼或打錨桿，做為臨時支護，減少空頂時間，聯合支護要保證質量，錨桿要穿透巖層，垂直打入，使錨固力達到設計要求。對采煤工作面，空頂距要符合作業規程規定，移溜后支柱要及時架設。打好臨時支柱、托棚或戧柱。工作面的上、下安全出口及上下順槽的超前支護要及時，回臨時柱要先支后回。發現支架有斷梁壞柱要及時更換并運出。頂、幫要背嚴、背實，對漏頂、片幫地段更應加強支護。

4.2 合理裝藥、放炮

放炮地點附近的支架要加強支護。炮眼的布置方式深度、角度、位置合理，裝藥量適當。一次放炮數量和炮眼長度符合設計和作業規程要求，只有這樣，放炮才不至于崩壞工作面設備和支架而引起冒頂事故。

4.3 措施得力．嚴格執行

制訂安全措施要抓住重點，切實可行，并能根據現場情況變化及時修訂、補充措施。特別是頂板管理，措施部分要行之有效，既要有經驗理論數據，又要有科學依據，達到既經濟又合理的目的。遇到工作面來壓或地質變化時，及時采取相應的加強措施并迅速落實。

4.4 正規循環作業

堅持正規循環作業是預防冒頂的一項重要措施。如果工作面推進(掘進)速度緩慢，頂板裸露時間長，壓力容易集中，支架受力大且不均勻，當頂板壓力超過支架支撐力時，就會發生變形、下陷或壓死，支撐作用迅速下降，造成片幫、冒頂事故。堅持正規循環作業，頂板裸露時間短，頂板壓力小，支架不易變形、損壞，可以有效地控制頂板事故發生。

4.5 落實規章制度

為實現安全生產，要建立健全各項規章制度，對違犯制度人員認真組織分析，減少或杜絕頂板事故發生。具體制度如下：

交接班制度。所有工種現場交接班，特別是本班遺留工程中注意事項及不安全因素一定要向下一班交代清楚。

驗收制度。每班由隊長對當班工程質量、安全狀況及落實安全措施情況進行驗收、評估。對存在問題提出解決方法并限期整改。

敲幫問頂制度。工作前和工作中堅持敲幫問頂，對地質變化地點及壓力集中區次數要增多，一旦發現不安全因素立即處理。

頂板情況分析制度。定期或不定期召開頂板情況分析會，總結推廣管理好頂板經驗，指出存在的不足地方及采取的預防措施。

其它方面制度。如：崗位責任制度，梁柱檢查制度，事故分析制度等等。

4.6 掌握頂板活動規律．采取針對性措施

大力開展頂板觀察工作，掌握頂板活動規律，做好頂板來壓預報。從一些頂板事故經驗中以及實際現場觀察，絕大部分頂板事故發生之前是有明顯預兆的。事實上，組織開展礦壓監測管理工作，掌握片幫冒頂預兆的規律，進行頂板活動的預測預報，超前采取有效的預防措施，進行加強支護，以達到減少冒機事故和避免人身傷亡事故，并能減少因事故造成的損失。

4.7 加強安全教育，提高業務素質

牢固樹立“安全第一”思想，充分認識到加強頂板管理的重要性和必要性。搞好安全教育和技術培訓工作，所有管理和施工人員都應認真學習和掌握頂板壓力形成機理、過程和管理方法等，提高整體隊伍的技術素質。加強安全檢查監督力度，及時堵塞漏洞，做到防患于未然。對剛下井的人員要特別注意加強培訓教育，堅持幫帶制度，做好思想工作，提高警惕，逐步學會分析、判斷和處理頂板事故能力，及時采取緊急應變措施，減少頂板事故帶來的損失。

5 工作面日常安全管理的重點

日常頂板管理的重點是正確地確定支護密度、控頂方式，正確安排和組織采煤、控頂的定時關系，來壓前加強支護質量管理，選用好必要的輔助性支護等，達到排除冒頂事故，保證效率的目的。

5.1 支護密度和控頂方式的選擇

根據工作面頂板巖性、采場周期性來壓明顯程度、來壓強度以及來壓前后頂板的變化情況等，來確定支護密度和控頂方式。

5.2 生產過程中采煤與控頂之間的定時關系

周期來壓不明顯的采場，強調支護、采煤，控頂平行作業，盡可能縮小采煤、回柱放頂操作間的距離，以加快工作面推進度；周期來壓較明顯的采場，在來壓前后采取不同的時、控關系組織方案，來壓前不宜采煤、放頂同時作業，來壓后應當采用采煤、放頂保持最小錯距平行作業。

5.3 采場來壓前，加強支護質量管理

保證支柱有足夠的支撐力、防止支柱鉆底、正確采用輔助性支護。采煤工作面頂板日常管理的關鍵在于提高現場管理、操作水平，支護要適應采場來壓及頂底板變化情況，采取正確的輔助性支護措施，充分發揮控頂效果。

6 結束語

綜上所述，為防止各類冒頂事故的發生，除應正確認識各類頂板的壓力顯現，掌握一定規律，采取針對性措施外，還要加大支護強度，以克服巖層下沉，保證采場穩定性。

作者簡介：劉華柏，男，1971年2月，江西省吉安市人，工程師（礦山安全），現在江西省吉安市安全生產監察支隊工作。