礦井生產中頂板事故的防治及管理措施探討

【摘要】頂板事故是礦井生產的五大災害之一，頂板事故的多發應引起足夠重視，要通過多角度和深層次事故原因分析，以及頂板管理專項整治，從血的教訓中總結經驗，對頂板管理探索并采取一些辦法。本文總結了頂板事故發生的地點和原因，針對頂板不安全狀態，提出了相關的防治措施。

【關鍵詞】礦井生產；事故防治；頂板管理；探討

【中圖分類號】TD771 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672－5158(2012)09－0428－01

1、事故經常發生的地點及其原因

從頂板事故發生的地點看，在采礦工作面靠近煤壁無支護空間易發生冒頂；移機頭、機尾及回柱放頂時，放頂線附近易發生冒頂；掘進頭泥巷道交叉口易發生冒頂；在地質構造破壞帶附近，也容易發生冒頂事故。

(1)冒頂發生在靠近煤壁附近。由于原生裂縫、構造以及采動等原因，在一些煤層的直接頂中，存在多組相交裂縫，易形成具有“人字劈”、“升頭劈”等游離巖塊，如果支護不及時或放炮等原因崩倒支架，易造成冒頂；當老頂來壓時，煤幫附近直接頂可能破碎，如果煤層本身又因強度低而片幫，擴大了無支護空間，會造成冒頂事故。

(2)冒頂發生在工作面兩端機頭、機尾處。采煤生產過程中經常要進行機頭機尾的移置工作，就在拆除老支柱設新支柱時，已經斷裂的頂板可能進一步松動冒落；與回采工作面相連的一段巷道中，由于巷道支架的初撐力一般都很小，很難控制直接頂的下沉、松動甚至破碎，隨著回采工作面的推進，要拆掉原巷道支架的一個棚腿，在這—拆一支過程中，破碎頂板可能冒落。

(3)冒頂發生在放頂線附近。頂板在長時間的下沉過程中，形成大塊游離巖塊，回柱后游離巖塊就會旋轉。如果支架穩定性不足，就有被推倒的可能，尤其在回拆最后一根柱子時，往往柱子一倒，頂板就冒落，如果回柱工人來不及退到安全地點就可能造成頂板事故。

(4)冒頂發生在巷道掘進工作面。掘進破巖后，頂部存在與巖體失去聯系的巖塊，如果支護不及時，巖塊可能與巖體完全失去聯系而造成冒落，或者掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體完全失去聯系的巖塊，一旦支護失效，就會冒落造成事故。

(5)冒頂發生在巷道交岔點。巷道交岔點施工多采用在原巷道一側開幫的方法，這種方法需要設放大棚子、抬棚等替換原來巷道的棚子，如果開幫處巷道頂部存在與巖體失去聯系的巖塊，并且圍巖向巷道擠壓，而新支設的抬棚強度不夠、或穩定性不夠就會造成冒頂事故。

(6)冒頂發生在頂板破碎帶附近的作業點。斷層帶經常含有斷層泥，遇水極易軟化坍塌，斷層上盤和下盤的礦體節理裂隙也極為發育、構造節理面縱橫交錯，且節理面內多有泥質充填，穩固性較差，造成圍巖破碎、穩定性差，這種礦巖條件直接制約著采掘頂板的安全管理。

2、冒頂事故防治措施

2.1 破碎松軟型頂板冒頂事故

這是礦井中最常見的一類冒頂事故，主要是由于采掘工作面的圍巖破碎松軟，在支護前已經冒落而形成的冒頂事故。預防這類冒頂事故的關鍵是要通過提前灌注管縫錨桿等手段來提前控制頂板。

2.2 構造發育型頂板冒頂事故

這種事故主要是由于在頂板中含有各種構造、頂板巖(煤)層的節理面和層理面發育等導致頂板不穩定而造成的，這類事故突發性很強。預防這類冒頂事故主要應采取根據地質資料，及時采用合理的超前支護和永久支護，嚴禁進入空頂區作業。

2.3 脆性支護冒項事故

造成事故原因一是由于區域應力集中，在支護時未留有變形空問，導致巨大的壓力無處釋放而發生的硬性破壞作用；二是支護強度不夠和支護質量不合格也可能造成事故。預防此類冒頂事故的關鍵是科學合理地為應力釋放留出空間，提前為二次支護做好準備，另外，要保證支護強度和支護質量。

2.4 空頂垮落擴大形成冒頂事故

巷道掘進中支護不嚴密，時間一長造成巷道頂幫由小到大依次離層脫落，最終導致冒頂事故發生，尤其在同采工作面回采時極易發生此類冒頂事故。這類事故突發性大，一般的支護強度難以承受。為防止此類事故發生，必須有空必支、支嚴支牢，做好預防性和整體性支護。

2.5 受大構造影響形成的冒頂

在通常情況下，礦井的地質構造都十分復雜，甚至有的區域褶曲、無炭柱和斷層一個連一個，這種地質條件極易造成冒頂，尤其在褶曲的軸部和無炭柱、斷層的邊緣更是冒頂事故的易發區和多發區。

2.6 網包型冒頂事故

這類事故主要是由于巷道圍巖受風化作用影響形成網包，而且隨著時間的推移網包逐漸增大，當其壓力超過巷道支護強度時便發生冒頂。對于此類事故建議在支護時采用噴漿等辦法來隔絕風化面，另外，對形成的網包要及時進行處理以防止其擴大形成事故。

2.7 其它類型的冒頂事故

如有些巖層見水后極易膨脹從而與鄰近巖層發生離層脫落，進而導致冒頂事故。對具體情況具體分析，然后采取有針對性的管理措施。

3、做好礦壓觀測和地質預報

通過進行礦壓觀測、頂板動態寫實和地質預報等工作可以準確地測定礦井煤層的初次來壓和周期來壓步距，確定受采動影響的區域和時間。這樣能夠針對不同時間、不同區域實行“有的放矢”和“提前預見”式的頂板管理模式，避免“支護強度過大”和“支護過期疲軟”等現象的產生，既節約了支護成本，又提高了支護效率和支護強度。

4、強化現場管理

作業現場是一切管理的最終實行地，也是事故的直接發生地。搞不好現場管理，所有管理辦法和管理制度都無從談起，所以，加強頂板管理重在搞好現場管理。

(1)做好敲幫問頂和及時支設臨時支護這兩項最基本的工作。

(2)針對工作面煤(巖)層的硬度、性質及巷道斷面等因素，制訂出適用性強的爆破作業措施。

(3)嚴格控制采掘工作面的超挖凹進。

5、注意事故多發地點的頂板管理

一般來說，頂板事故總是發生在固定的幾類地方，所以要下大功夫、花大力氣搞好事故多發地點的頂板管理工作。

(1)做好頂板事故多發地點的提前預測和預估工作，事先做到心里有數，防患于未然。

(2)通過聯合支護方式做好三岔口、十字口和大跨度巷道等地點的支護強度。

(3)加強回采工作面兩端頭、鄰近采空區等應力集中區域的頂板管理。

(4)做好長時間支護和空頂區域的頂板管理。

(5)對于較破碎頂板，必須采用嚴格的支護。

6、依靠科技進步，加強綜合管理

依靠科技進步、積極推廣新技術和新工藝是減少頂板事故最有效的途徑。加強頂板管理也是一項綜合性管理工作，所以，還要做好以下工作。

(1)加強作業規程的學習。采掘工作作業規程和安全措施是管理好頂板的科學依據和行動指南，所以必須以科學謹慎負責的態度對待。

(2)搞好質量標準化工作，健全質量保證體系、加強監督檢查、嚴明獎罰制度。

(3)嚴抓“三違”，消除人為因素是搞好頂板管理工作的另一項基礎工作。

7、結論

(1)企業要組織井下作業人員認真學習掌握《煤礦安全規程》、作業規程和操作規程，加強對作業人員頂板管理知識的教育培訓工作，特別是要加強對班組長的培訓和安全教育，使他們在頂板管理中發揮主體作用；組織技術骨干人員進行現場演示，增強防范頂板事故的能力。

(2)全面推行煤礦安全質量標準化建設，推廣應用頂板支護新技術、新工藝、新材料，徹底改變煤礦頂板管理薄弱的狀況。

(3)嚴把關口，加強現場管理。一是嚴把技術規范關。二是嚴把規程審批關。三是嚴把工程質量關。

(4)健全制度，落實管理責任。一是制定和完善煤礦頂板管理制度，二是確保頂板管理責任落實到位。要將頂板管理責任與駐礦安監員和企業的利益掛鉤，確保責任層層落實到位。

總之，技術措施完善、可行是頂板管理的基礎，生產現場管理到位是搞好頂板管理工作的前提，職工安全意識高低是頂板管理的關鍵，行業監管力度大小是頂板管理措施落實的保證，這幾個環節必須環環相扣，鏈式配合，才能有效進行煤礦頂板管理，防止頂板事故發生。