探析煤礦開采中地質條件引發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、出現煤礦頂板事故的分析

（一）褶皺結構

地質作用于巖層，然后產生一些變化，逐漸形成像波浪一樣的彎曲形狀，并且沒有缺少連續性的形態特點。若從地質力學的角度，對此進行分析，通常情況下都是經過水平擠壓剪切力或者是水平擠壓力發生作用而逐漸形成的褶曲，煤層隨之也會出現塑性的滑動。受到構造應力的作用影響，巖層的不同部位都會出現一些節理、裂隙、小斷層等等之類的內部小構造，這樣就會導致發生頂板事故。

（二）巖漿侵入

如果有巖漿侵入事故的發生，那么會嚴重破壞原本煤層所具備的完整性和連續性，并且因為巖漿侵入煤層，就會導致形成巖體。巖體具備不規則的邊緣。通常會有一些特殊的揉皺現象發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部小構造。倘若沒有熟知切掌握巖漿侵入后的分布特點和變質規律，只要支護方面沒做到位就會導致出現局部冒頂問題[1]。

（三）斷裂構造

因為存在斷層，會使巖層、煤發生斷開的現象，兩邊巖塊也會隨之發生相應的位移，對煤層的連續性造成了不小的破壞。在不同的構造環境之中，斷層在廣泛發育且普及，并且有很多類型，尤其是在一些復雜的礦區。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斷層的兩邊，也擴大了頂和煤層的裂隙，并且經常導致增加或減小煤層的厚度，如果在生產過程中暴露了該部分的煤層，這就更容易發生冒頂事故。

二、頂板事故具體原因

（一）地質構造

通常情況下，我國地理面積遼闊，并且復雜的地質構造。同時因為這些原因，使煤礦開采的難度不斷增加，并且，一些與煤礦相關的生產條件能夠直接影響到開采人員的人身安全。根據大數據的調查得知，我國所有的煤礦之中，有近四成的煤礦所在地的地質環境較為復雜，較為簡單的紙質條件大概占有百分之二十一左右。除此之外，生產煤礦的過程中，煤層中較高含量的是瓦斯，如果大意了，就容易導致發生火災。布置管網式的開采巷道，容易聚集許多容易引發一些災難的原因，更加容易導致煤礦出現一些大的災害產生。

（二）落后的設備及技術

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

（2）不正常的工作生產循環。沒有能夠使采掘工作循規蹈矩的完成，經常性的放出班炮，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致崩塌，沒有對此進行及時的修復工作，導致頂板長時間的懸露在外，容易發生冒落現象，這樣會使頂板事故多頻率的發生。

（3）落后的支護設備。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）優化設計方案

在對一些方案進行優化的過程中，相關的人員需要對巷道周邊的地質條件進行充分的考慮，并選擇最佳的支護形式。在預防發生煤礦頂板事故的過程中，相關的設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字化的方式，選擇最佳的支護方式減少頂板事故的發生。

（二）加強管理工作面頂板

在進行煤礦掘進工作的時候，為了能夠減少出現工作面冒頂的現象。就必須做好管理頂板的相關工作，禁止發生空頂作業，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時，相關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。在面臨一些選擇支護方式時，要嚴格參考一些掘進頭相關的性質特點進行選擇。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，就需要相關人員使棚距減少。如果過程中出現水患，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）技術方面

需要做好一些地質預報工作，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，相關人員一定要按照說明書的流程在開展作業之前，并且設計好巷道的支護技術。還需要嚴格培訓相關的施工人員，幫助他們熟悉了解施工工藝，并且按照規章進行操作。

四、結束語

一些煤礦的地質問題能夠直接引起頂板事故發生，并且帶來一些安全隱患問題，使相關人員受到生命威脅的可能性大大增加。這類問題的出現，某種程度上直接影響到煤礦頂板事故的發生。與此同時，相關人員選擇一些科學合理的方法，及采取正確的方式進行預防工作，有效的防止出現煤礦開采時因為地質條件而帶來的頂板事故。