煤礦采礦工程頂板事故及措施分析

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摘要：隨著煤礦開采力度的加大，我國煤礦采礦工程也是逐年增多，但是畢竟煤礦采礦工程運行過程中涉及到很多安全問題，稍有不慎則會造成嚴重的人員傷亡，例如由于地質條件而引發(fā)的頂板事故就一度引起人們的關注。文章由此出發(fā)，通過分析頂板事故類型、原因，探索了如何去整改和預防由于地質條件而引發(fā)的頂板事故，希望能夠為提升煤礦采礦工程的安全系數(shù)提供借鑒。

關鍵詞：煤礦采礦工程；地質條件；頂板事故；防治

頂板事故是我國煤礦開采過程中常見的安全事故之一，對于開采人員和設備的損傷程度也比較大，因為為了讓煤礦開采過程中安全系數(shù)能夠進一步提升，必須加大安全事故預防的相關研究，文章對此展開研究，從類型和原因分析出發(fā)，探索如何針對地質條件引發(fā)的頂板事故進行預防。

1煤礦采礦工程中頂板事故的類型

隨著煤礦業(yè)的快速發(fā)展，如何安全采礦已經引起人們的重視，其中頂板事故的發(fā)生所帶來的損失和傷亡也不斷引發(fā)人們的思考。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國煤礦傷亡事故中，頂板事故的傷亡人數(shù)仍高達29.8%。這個數(shù)字背后隱藏的危險因素可想而知，因此在采礦工程開工之前應當對地質條件進行必要的調查，降低其發(fā)生的概率，同時做好預防措施，下面就對頂板事故的類型進行分析：第一種，局部冒頂事故；煤礦開采過程中需要具備一定的條件方可實現(xiàn)，例如薄層結構的復合頂板、開采層的深度以及開采過程中涉及到的寬度等，利用適合的開采動力形成內應，進而深入壁前方，但是如果內應過大的情況下就會出現(xiàn)冒頂事故。這種事故發(fā)生與老頂來壓息息相關，尤其是在復合頂板開裂的地方，再加上老頂來壓就容易出現(xiàn)局部冒頂事故。第二種，壓垮型頂板事故。壓垮型的頂板事故無非就是壓力超過了所能承受的范圍導致，頂板受力過大就容易導致支架被壓垮的情況，從而造成嚴重的事故，直接頂和老頂銜接過程中也容易產生壓力不均勻的情況從而造成壓垮型的頂板事故產生。第三種，推垮型頂板面積垮塌事故。這類事故發(fā)生主要是因為頂板承受壓力過大，由于頂板來壓角度不同又分為向老塘推垮和向壁推垮以及向傾斜一側推垮。既有新頂板自身的推垮動力也有老頂斷裂過程中產生沖擊力而對其造成的壓力。

2煤礦采礦工程中受到地質條件而引發(fā)頂板事故的原因探究

在煤礦采礦過程中，不同的工程所處的地質條件也不同，因而會引發(fā)不同的頂板事故，但是究其原因和地質構造以及地址條件是脫離不開的，下面則從兩個方面進行具體分析。

2.1地質構造因素

地質構造因素導致的頂板事故主要包括三種形式，一種是褶皺構造導致的頂板事故。巖層的褶皺構造主要是由于地質作用力的影響，使巖層產生變形從而形成波狀彎曲，同時又沒有失去連續(xù)性的地質構造形態(tài)。第二種是巖漿侵入導致的頂板事故。巖漿的侵入導致煤層的連續(xù)性遭到破壞，并且?guī)r漿侵入煤層后形成的巖體邊緣不規(guī)則，導致煤層出現(xiàn)特殊的揉皺和煤理紊亂等情況。如果在開采過程中對巖漿入侵的規(guī)律和特征沒有進行準確的掌握，并且支護不當?shù)那闆r下就會導致局部冒頂事故的發(fā)生。第三種是巖層斷裂構造導致的冒頂事故。斷層會使巖層和煤層斷開，從而出現(xiàn)位移導致巖層的完整性遭到破壞，斷層會存在不同的構造環(huán)境當中，其類型也多種多樣，而頂板事故多發(fā)生于斷層的破碎地帶。

2.2地質條件因素

煤礦開采工程施工過程中對于巖層的破壞力度還是不小的，有時候過度的開采還容易造成原有平衡狀態(tài)的失衡，例如巷道的挖掘和布置、回采工程等，這都會對巖層內部造成一定的壓力，一旦超過了巖層的承受壓力就容易引發(fā)地質條件的變化，由此頂板出現(xiàn)下沉、離層、裂縫等情況也就顯而易見，如果預防措施不夠到位就很容易出現(xiàn)頂板事故。

3受到地質條件而引發(fā)頂板事故防治措施

前文對煤礦采礦工程中的頂板事故發(fā)生原因進行了深入分析，探索了地質條件對其的不同影響，因此為了降低這種地址條件而引發(fā)的頂板事故發(fā)生概率，文章認為可以從以下幾個方面著手：

3.1宏觀方面

第一，加強地址條件前期檢測力度。既然很多頂板事故發(fā)生是源于地質條件的變化，因此在開采之前需要對當?shù)氐牡刭|條件進行嚴格的檢測，從根本上去考察該地煤礦開采可能帶來的頂板事故風險概率有多少。這涉及到后期事故發(fā)生的概率、損失以及挽回力度。具體而言，可以設立專門的煤炭開采地質檢測部門和專業(yè)的人員，在施工之前進行專業(yè)的檢測，并將檢測結果進行記錄，對于檢測各項數(shù)據(jù)進行專業(yè)的分析，從而判斷其地質條件的現(xiàn)有情況和未來變化的可能性，從而為預防頂板事故發(fā)生提供可靠的數(shù)據(jù)。第二，加大獎懲力度。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，很多地質條件造成的頂板事故是可以預測和預防的，因此應當對于地質監(jiān)測人員施行嚴格的獎懲制度，用嚴格化的制度來約束他們的監(jiān)測行為，對于檢測能力不合格、態(tài)度不認真、不能及時上報檢測數(shù)據(jù)的工作人員應當加大懲罰力度，嚴重的還可以予以開除。而對于態(tài)度認真、能力強的地址勘測人員可以予以降低，讓大家感受到地質條件所造成的頂板事故所帶來的巨大危害，讓他們從思想和行為上都重視地質條件的重要性。

3.2微觀方面

第一，加強對構造帶的特殊支護，對于煤礦開采來說，地質條件本身就比較復雜，因此對于地質構造要在開采之前就進行深入的了解，在可能發(fā)生坍塌的地方做好防護措施，例如安裝特殊的支架，如下圖（圖1）根據(jù)地質構造不同需要在特殊的開采地帶安置支架，從而減輕頂板壓力，從而降低頂板事故發(fā)生的概率。同時在安裝完支架之后必須要求現(xiàn)場工作人員要在開采過程中躲避支架，同時做好自身的安全保護措施。下圖是一種煤炭開采的液壓支架支護設備（圖2）。本支架安裝固定簡單，操作方便，不影響液壓支架的整體受力，能夠實現(xiàn)整體移動液壓支架，整體移出礦洞后再進行拆卸即可，減少了在煤炭礦洞中拆卸液壓支架時的安全隱患。對于煤礦采礦工程所在的地理位置進行詳細的分析，尤其是地址構造方面，同時對于過程中地質條件的變化也要實時監(jiān)測。最重要的還是施工之前的調查和分析，對于當?shù)氐牡刭|構造進行研究，預測在后期施工過程中發(fā)生頂板事故的概率。從而制定科學合理的防治方案，對于方案的制定要結合同類地質條件煤礦開采過程中的頂板事故發(fā)生案例，力求實用、準確。第三，對于煤礦采礦工程的施工進度要進行監(jiān)控，對于不同巖層的變化要進行時刻監(jiān)測與記錄，對于頂板的壓力變化也要進行時刻注意，一旦預測到超標就要及時采取措施，利用特殊的支架搭建就是很好的方式。如果地質條件較為特殊就要請專業(yè)的設計人員為其研究降壓或者頂板搭建等方案。第四，對于采礦的巷道要進行合理的設計，力求布局合理，節(jié)約空間，安全可靠。首先在采礦工程施工之前應當進行準確的考察，然后進行設計巷道的方案設計，在經過專業(yè)的人員考察來避開地質構造線，從而降低地質斷層和破碎帶等特殊地質對于頂板所造成的威脅。隨著經濟的發(fā)展以及人們生活水平的提升，煤炭的需求量也在持續(xù)增加，這給煤炭開采工作帶來了一定的壓力。在大力開采過程中確保安全才是其持續(xù)發(fā)展的關鍵。因此頂板事故的發(fā)生一直備受關注，文章也對此展開了研究，對于頂板事故發(fā)生的原因進入深入分析，從地質條件角度出發(fā)分析應當如何去預防，例如在施工之前應當對地質條件和構造進行深入研究和考察，將一些可能的危險因素排除，提前做好預防，降低事故帶來的損失，希望這些拙見能給相關研究和煤礦開采安全系數(shù)的提升提供借鑒。

參考文獻：

[1]李洪旭.安全管理在礦山采礦工程中的應用分析[J].中國金屬通報，2019，27（8）：37-38.

作者：侯欣欣 單位：陜西旬邑縣旬東煤業(yè)有限責任公司