井下巷道頂板事故預防措施探討

楊小龍

摘 ?要：在對煤礦井下巷道頂板事故發生的主要原因進行分析的基礎上，首先闡述了發生頂板事故之前的一些征兆，然后再根據事故的主要類型和原因提出對應的預防及處理措施，希望該文能夠對煤礦井下頂板事故的預防及處理有所幫助。

關鍵詞：巷道;頂板事故;冒頂;處理

通常情況下，根據煤礦井下巷道頂板事故發生的特征類型和圍巖結構，可以將頂板事故分為松散破碎圍巖漏冒事故、塊狀圍巖斷裂冒頂事故等類型，其中，在煤礦巷道中，超過50%的事故以鑲嵌型圍巖冒落為主，其次為松散破碎型圍巖漏冒事故與離層型圍巖片幫冒頂事故。本文首先對巷道頂板事故發生的原因進行分析，然后在此基礎上本著“預防為主、處理為輔”的原則，再具體探討井下巷道頂板事故的相關預防措施。

一、煤礦井下巷道頂板事故發生的主要原因

煤礦井下巷道頂板事故是指工作人員在井下作業的過程中，由于巷道頂板突然脫落而導致的采煤設備毀壞、人員傷亡等損失，一旦發生頂板事故，不但直接影響煤礦的正常生產，而且還會給煤礦井下工作人員的人身安全帶來極大的損害，因此，分析煤礦井下巷道頂板事故發生的原因是非常有必要的。導致巷道頂板事故的原因是多方面的，從實際的情況來看主要包括如下幾個方面的內容：

（一）圍巖地質結構及人為方面的原因。首先煤礦井下各個不同地區的地質結構構造差異較多，而且有的地區地質結構十分復雜，給采煤作業帶來了非常不利的因素;其次，加之部分煤礦的開采規模較大，保護維修不及時等原因，也導致了巷道圍巖地質結構復雜的化，人為的增加了煤礦開采過程中發生巷道頂板事故的概率。

（二）煤礦開采技術及管理方面的原因。當前，我給煤礦開采過程中出現頂板事故的原因除了圍巖地質結構復雜之外，還包括煤礦開采過程中的開采技術以及作業管理等多個方面的原因。筆者通過對近幾年煤礦巷道頂板事故發生的案例分析來看，在開采過程中導致事故發生的原因主要包括這樣幾個方面：① 生產企業方因為注重利潤而忽視采煤作業過程中的技術管理。導致在作業過程中因為安全意識和安全處理不到位而出現頂板事故;② 采煤作業過程中涉事單位沒有對采煤過程進行嚴格監督，沒有及時發現作業過程中存在的相關故障問題，從而沒有及時的對相關隱患進行處理，引發嚴重事故;③ 煤礦開采過程中沒有根據礦業管理部門的相關規定購置對應的采礦設備、安全設備等，留下了巷道頂板事故隱患。

二、井下巷道頂板事故的主要類型

根據巷道頂板事故發生地點的冒落形狀和頂板的冒落規律來看，頂板冒落的主要形式包括：① 頂板規則冒落。這類頂板冒落的特點是， 頂板冒落后冒落面比較規整、 圓滑， 冒落形狀一般呈扁橢圓或豎橢圓狀，冒落高度變化為 0.4～ 4m。②層狀頂板裂斷冒落。這類頂板冒落的特點是， 當巷道寬度較大 （如大斷面巷道、 交岔點等）時，冒落線基本是在巷道兩幫上部。③ 頂板不規則冒落。分層厚度小于 0.5～0.8m 的頁巖、 砂質頁巖地質條件下容易發生。

三、井下巷道頂板事故預防及處理措施

（一）井下巷道頂板事故征兆。（1）異常聲音。在掘進作業過程中，所有被采掘挖空的工作面的頂板都存在明顯的下沉，甚至會出現斷裂問題，從而使得頂板的壓力迅速增加，導致頂板支護支架結構發出對應的聲音，這是出現頂板事故的征兆之一。同時，當支護的金屬支柱出現下降時，同樣也會發生對應的聲音，這些可以為頂板事故的預防提供一定的參考。（2）頂板掉渣。當頂板出現較為明顯的裂隙時，會出現頂板掉渣的問題，這表明頂板壓力的增加，如果這時進行人工架頂，則可能會掉下碎矸石子等，這些都是冒頂的征兆。（3）片幫煤增加。若巷道中煤壁所承載的壓力超出限制時，煤層結構會變得更加松軟，這時所產片幫煤也會明顯增多，就要引起技術人員的注意。（4） 頂板裂隙增加。頂板裂隙包括兩種：一是地質原因而形成的自然裂隙，二是因為采礦區頂板下沉而導致的裂隙。通常，流水的裂隙有危險，主要是因為其深度大，縫中有煤泥，但若是有水銹危險會小得多，因為通常是老縫;茬口較新的有危險，這主要是因為它是新生的，結構發育不穩定，當裂隙增加時會出現冒頂。（5）漏頂。漏頂是指頂板在出現冒落之前通常會因為背部支護不嚴而導致的漏頂現象，若不能得到及時處理，會使得支架松脫、棚頂托空，當頂板圍巖石塊繼續冒落，就可能會出現大范圍的冒頂事故。（6）脫層事故。在巷道頂板出現冒落之前，通常會出現冒頂脫落的現象，技術人員可以站在安全的位置，使用長鋼釬將破碎的巖石和煤層捅掉，然后使用鎬、斧或鋼釬對頂板進行敲打，若聲音清脆，則表明沒有剝落層;若存在剝落層且較厚而不容易辨認時，可以使用震動問頂法，即用左手將頂板按住，然后用右手持工具敲擊，若左手能感覺輕微震動，表明存在剝落層，需要進行支護處理。

（二）井下巷道頂板事故預防處理措施。（1）鑲嵌型圍巖冒落事故預防處理措施。鑲嵌型圍巖出現冒落事故需要做好如下幾項處理措施：① 對傳統的敲幫問頂方法進行改進，可使用新型的危巖安全檢測工具，如聲振譜發射器等進行探測處理;② 在開采作業之前以及放炮之后，要嚴格遵循相關的作業規程進行頂板檢查，一旦發現問題要及時上報、處理;③ 在使用炮掘過程中，應該根據圍巖結構合理布置炮眼位置，并對用藥量進行嚴格控制。且在放炮之前還必須對支護體系進行加固處理，放炮之后還要及時進行再加固;④ 要根據支護方式、圍巖性質以及采掘作業工藝合理確定空頂距離，并結合臨時支護、超前支護等方式進行綜合處理。（2）分離層圍巖片幫冒頂事故預防處理措施。對于空頂面積較大、圍巖風化明顯的巷道，因為容易發生圍巖片幫冒頂事故，需要進行及時的處理：① 在超前支護的過程中合理確定空頂距離，在放炮和掘進的過程中要結合圍巖條件以及支護方式進行合適的加固處理，例如固定前探梁或鉸接前探梁支護、錨桿超前支護等;② 在深入了解分離層圍巖結構特點的基礎上，合理確定巷道的位置與掘進時間，并使用對應的支護支架或者錨桿支護方式進行處理。若巷道的圍巖壓力過大時，則要使用縮小棚距、限位卡纜等方式進行處理;③ 當巷道的使用時間較長時，或者斷面面積在10m2以上、圍巖壓力較大時，要使用金屬拉桿進行連接和穩定處理;④ 對于圍巖較容易風化的巷道，應使用封閉錨噴，并直接支護至迎頭，且封閉噴漿的厚度要大于20mm，噴砼厚度應不得小于100 mm。（3） 掘進上、下山巷道的頂板事故預防處理措施。在掘進上、下山巷道的頂板事故預防處理措施：① 及時清除掘進工作迎頭、頂部以及兩幫松動的浮石、松矸等;② 觀察煤層和迎頭頂板的穩定性，若頂板出現異響或者出現坍塌時要迅速的撤離;③ 爆破之前要設置20 m的迎頭支架，避免出現頂板崩塌的問題;④ 在掏柱窩、挖底之前要對周圍圍巖進行檢查，保證整個作業環境的安全度;⑤ 巷道內所有位于兩幫的支架都必須使用兩道拉桿，在預緊、加固處理之后要增加斜撐，提高整個支架體系的穩定性;⑥ 若發現巷道內存在折柱斷梁時，要先對該斷裂梁柱周圍的梁柱進行加固，然后再對這個斷裂梁柱進行加固、更換處理。

總之，導致煤礦井下巷道頂板事故的原因比較復雜，有自然地質方面的原因，也有人為管理或者技術層面的原因，在具體的處置中要根據各個礦井的實際情況區分對待。

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