采煤工作面顶板事故的防治措施探究

2020-11-27张金其

商品与质量 2020年17期

张金其

冀中能源峰峰集团新屯矿河北邯郸 056201

1 煤矿当前形势和预防顶板事故的重要性

在煤矿开采过程中，掘进巷道顶板事故是最容易出现的安全事故。有数据显示，煤矿顶板事故不仅发生率较高，危害也较其他事故大。这就要求无论是施工人员还是开采单位都应该对此事故给予高度关注。若是在煤矿开采过程中出现事故通常都会给开采单位及施工人员带来巨大的损失[1]。因此，必须了解造成顶板事故发生的条件，并进行研究，以此制定有效的改善方案，尽可能的降低煤矿安全事故的发生。

2 顶板事故发生类型分析

（1）局部冒顶事故。局部冒顶事故是煤矿顶板事故的一种常见类型，通常发生在复合顶板断裂部位，主要原因有老顶断裂、支承压力场明显等方面。复合顶板采用薄层结构，或是开采层埋藏深度、采高及开采宽度都较大，且采动应力场高峰深入壁前方，出现内应场，都会导致局部冒顶事故。（2）压垮型顶板事故。压垮型顶板事故，也就是顶板压垮支架等大面积垮塌事故，常发生在直接顶及老顶大面积来压过程中。在实际煤矿井下开采作业环境中，当支架阻抗力不能与直接顶大面积运动作用平衡，顶板就会发生沉降，支撑能力也随之失去，这种情况下就会导致压垮型顶板事故。另外，如果支架阻抗能力足够平衡直接顶沉降的作用力，但如果允许压缩量难以满足老顶沉降至给定变形位置状态的要求，同样会导致压垮型顶板事故的发生。（3）推垮型顶板大面积垮塌事故。这种类型的顶板事故主要也是发生在顶板来压过程中，主要分为老塘推垮、向壁推垮和沿倾斜方向推垮三种情况。推垮动力来源于直接顶板自身、老顶裂断来压冲击等方面。由于支架设计阻抗能力不足、支架架设质量较差等原因，使得直接顶与老顶分界层之间或复合结构直接顶分层间存在较大离层空间，导致失去层向运动摩擦阻抗能力缺乏，从而发生推垮型顶板大面积垮塌事故。另外，老塘直接顶板冒落、直接顶板来压或在老顶来压导致下岩壁裂断等也会使得直接顶或其下部分层处周围出现割裂状态，进而导致该类型顶板事故的发生[2]。

3 采煤工作面顶板事故的原因分析

（1）当出现岩层破碎带、大断层、断泥层、岩体破碎、断层上下盘矿体间出现节理缝隙等关于地质的问题时会出现采煤工作面顶板事故；（2）个人安全意识不高、没有完善的管理制度、管理人员没有认真负责、对施工质量要求不严格、有顶板事故发生时没有及时的查出原因等问题发生时会出现采煤工作面顶板事故；（3）实际采煤方法没有根据设计进行，在进行施工过程中没有按照相应的顺序进行、对地质勘察工作不重视、实际操作技术以及水平不达标、矿压观测不认真或者未进行等等因素，均会导致在采煤工作面中出现顶板事故；（4）在进行煤矿采煤工作面的过程中，常常会出现破碎带、地质构造带、落差大的正逆断层等，在对这些区域进行采煤工作时，一定要特别注意进行安全防护，在这些区域，尤其是在断层面区域，发生坍塌事故的几率是非常大的。（5）矸石出现两头尖与中间粗、顶板特别像鱼背结构的锅底矸子、镶嵌顶板、逆断层每顶镶嵌等，当顶板是以上几类情况时，它的主要原因一般是由于直接顶与顶板母体岩层不能够相连接，这几种镶嵌顶板的粘附力比较小，稳定性比较差，特别容易发生从母体岩石中掉落的情况。一般在靠近煤壁侧出现镶嵌顶板冒顶事故的几率最大，一般是在炮后、煤机割煤后、支架未建立支护时会在煤壁侧发生镶嵌顶板冒失事故。

4 煤矿采煤工作面冒顶的预防措施

4.1 根据地质条件采取的安全措施

在煤矿采煤实际工作之前，需要制定一个相关的预防措施。由于煤矿事故发生是具有突发性，但是可以根据采煤工作进展情况，大致推算出采煤工作面顶板事故发生的规律，同时，对地质进行勘察，从而做好预防工作。根据现场工作情况进行支架的防护工作，要保证支架能够起到最好的作用。与此同时，为了能够使采煤的技术含量能够有所提高，相关工作人员要提升采煤机械化程度，特别是对于支护工作方面的机械化程度的提升，同时，这也能够在一定情况下降低人员伤亡率。

4.2 对工作人员所采取的措施

对相关工作人员进行安全防护教育，加强相关工作人员对岩层的认识，对相关工作人员进行相关工作知识特别是对顶板安全管理技术的培训、考核，这些都能从一定程度上预防事故造成的危害，同时还有定期对工作人员的技术能力进行监督与审查。由于在煤矿工作中发生才没工作面顶板事故的几率是比较大的，所以相关工作人员一定要具有超强的安全意识，在发生事故时能够对自身的安全提供保障[3]。

4.3 优化采煤工序

预防采煤工作面顶板事故发生最有效的方法是优化采煤工序，这种方法相对于其他几种办法影响是比较大的。比如，对于爆破处或采煤处一定要选择科学高效的支护工序；在采煤工作中质量评估以及验收工序是比较重要的，相关工作人员一定要特别注意这两方面，一定要从根本上避免偷工减料的现象以及使用不合格材料的现象，进而从最大程度上降低顶板事故发生的几率。优化采煤工序不仅可以降低采煤工作面顶板事故发生的几率，同时也能够给采煤工作人员提供一个较为安全的环境。

4.4 提升采煤技术与工艺

要不断地根据开采煤层的实际情况以及生产条件来对采煤的技术以及工艺进行更新，从而降低顶板事故发生的几率。比如，①采取现代化信息技术，将24h对采煤工作进行实时监控，并且设置警报装置，在发生事故时可以及时的消除危险；②除此之外，还可以运用计算机模拟技术，这一技术可以提前大概预知顶板存在的各种安全隐患，从而可以提前做出预防措施，这样也可以从一定程度上降低顶板事故发生的几率；③从根本上提升采煤工作人员的技术，从而使整个采煤技术的质量与水平有所提高。