關于預防輕放工作面冒頂事故的研究

鄭海周

摘 要：地下開采過程中極易因礦山壓力遭到破壞而出現上部礦巖層自然塌落的現象，其不僅發生頻率較高，造成的人員傷害也比較大，且事故影響時間也較長。本文以發生多次冒頂事故的某礦業分公司為例，深入分析其輕放工作面發生冒頂事故的主客觀因素，并根據自身工作實踐提出了相關預防措施。

關鍵詞：煤礦；輕放工作面；冒頂事故；預防措施

一、工作面概況

2003年，某礦業分公司建成并投入生產，于2005年引進了綜合機械化輕型放頂煤回采工藝，該回采工藝采場液壓支架的型號為ZFQ2400-16/24，采煤機的型號為MXG-350雙滾筒，采面煤壁和老塘側在運煤時所采用的可彎曲刮板輸送機型號分別為SGD-630/220和SGD-630/180，起著供液作用的泵站共有兩泵一箱，型號為RB160/31.5。采煤工作多為地下操作，較為復雜的地下環境與水平不高的管理及技術是導致冒頂事故高發的主要原因，操作人員的生命安全受到極大威脅，杜絕輕放工作面冒頂事故或降低事故造成的損害，對礦業公司實現安全生產有著十分重要的現實意義。

二、工作面冒頂事故分析

筆者詳細調查了該礦業分公司發生的多起冒頂傷亡事故的原因，發現誘發輕放工作面冒頂事故的因素較多，具體可分為客觀因素與主觀因素。

（一）客觀因素

1.地質構造

輕放工作面在回采過程中，常常會遇到諸如落差較小的斷層、褶曲、裂隙、陷落柱、頂板松散破碎異常區之類的小型地質構造，其中，斷層、裂隙、頂板松散破碎異常區對回采工作面造成的影響最大。以上隱伏于工作面不易被發現的小型地質構造使得工作面的正常壓力狀況發生變化，進而將會導致工作面發生片幫或冒頂事故。

2.礦山壓力

在開采煤礦的過程中，采場上的覆巖層極易發生移動或變形現象，礦壓由此產生。礦壓經由煤層底板將會直接傳遞至工作面的支架上。采場煤壁處，尤其是回采工作面及下出口的礦壓最高。在輕放工作面中，下沉量較大的中部頂板也承受著較多的壓力，初期來壓和周期來壓均會導致礦山壓力的增加。此時如果技術人員無法有效掌握頂板的活動規律或沒有采取到位的措施均會引起工作面冒頂事故。

3.水

含水砂巖較易在推進工作面過程中從頂板流出，煤巖層極有可能會因長期浸泡于水中而變軟，煤巖的抗壓強度隨之變小。此外，流至工作面的水還會對采煤設備造成較大的影響，煤礦事故發生幾率大大增加，同時還會引起頂部煤巖出現離層、變軟甚至冒落等現象。

（二）主觀因素

1.管理

管理不到位是工作面回采過程中導致冒頂事故頻頻發生的重要原因。煤礦管理工作貫穿割煤、采煤等過程，其管理不到位主要體現為以下幾個方面：

其一，割煤過程中常常會出現煤壁不直的現象，然而不少煤礦管理人員卻嚴重忽略了這一問題，進而導致礦山壓力較為集中；

其二，采高過大則往往會導致煤壁出現片幫情況，此時如果不采取及時支護的措施往往會導致片幫現象更為嚴重；

其三，在機電設備管理環節，無法正常運轉的機電設備將會導致輕放工作面的推進度較慢，從而將會引起冒頂事故；

最后，技術人員的專業技術水平不高，違規操作現象層出不窮也是引發工作面冒頂事故的主要原因。

2.支架工作狀況

剛暴露的頂煤往往會由于液壓系統漏液、竄液或泵站平均輸出壓力不足25MPa、閥組供液不足等原因而無法得到及時的支護，在煤壁前方支撐壓力的作用下，頂煤將會產生較多的裂隙，甚至還會變成破碎或裂隙發育的碎頂，架前冒頂產生的幾率大大增加。此外，架前頂板空頂距、支護質量、割煤及放煤質量也會加大冒頂事故的發生幾率，此處不再贅述。

三、預防冒頂事故的措施

（一）促進管理水平提升

在管理環節，一方面需對泵站的維修與保養加以重視，以避免液壓系統因跑、冒、滴、漏現象而影響到工作面時的壓力和供液；為了實現循環作業的正規性，需保證工作面合理快速推采。

（二）充分利用技術手段

為了減少地質構造對輕放工作面的影響，技術人員需充分利用技術手段探明工作面內隱伏的地質變化，在接近前文提及的小型地質構造時，可根據探明情況采取有針對性的加強支護措施，冒頂事故可得到有效預防。

（三）積極探索頂板活動規律

本礦業公司引進炮采和普采工藝時，已經通過大量的分析及實際觀測工作掌握了主采煤層的頂板活動規律，但仍停留于理論上的分析，實際觀測過程中所獲得的資料無法為實際生產提供有效的指導。針對此現狀，公司需充分利用礦壓觀測儀器儀表，通過全面系統觀測分析頂板活動掌握其活動規律，并據此采取積極的防范措施以防治或應對冒頂事故。

（四）盡最大可能縮短頂板暴露時間

在割煤前，采場處于最小控頂距狀態，此時需保證滾筒落煤后及時將伸縮梁護頂伸出，并在前溜頂過后立即進行移架操作，具體可采用帶壓擦頂移架的方式，以避免破壞頂板的完整性以及冒頂事故的出現。輕放工作面的端頭壓力較為集中，且工作面與風道間較易形成銳角煤柱，一般而言，該煤柱在集中壓力下會松散破碎。對此，技術人員可提前做腮角板方式控頂，并在端頭兩組支架上頂每隔0.5～1.0m置入一塊腮角板，以增強支護的整體性，避免腮角出現冒頂事故。

四、結語

采煤工作大多在地下進行，較為復雜的工作環境及不到位的管理工作是煤礦事故高發的主要原因，水、火、瓦斯、煤塵以及本文重點闡釋的冒頂事故并稱煤礦五大災害。

本文以多次發生冒頂事故的某礦業分公司為例，詳細分析了誘發冒頂事故的主客觀因素，并提出了相關預防措施，以期為我國煤礦企業的發展提供理論參考。

參考文獻：

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