探析煤矿开采中地质条件引发的顶板事故及其防治

孙正峰 冀中能源集团有限公司章村矿

一、出现煤矿顶板事故的分析

（一）褶皱结构

地质作用于岩层，然后产生一些变化，逐渐形成像波浪一样的弯曲形状，并且没有缺少连续性的形态特点。若从地质力学的角度，对此进行分析，通常情况下都是经过水平挤压剪切力或者是水平挤压力发生作用而逐渐形成的褶曲，煤层随之也会出现塑性的滑动。受到构造应力的作用影响，岩层的不同部位都会出现一些节理、裂隙、小断层等等之类的内部小构造，这样就会导致发生顶板事故。

（二）岩浆侵入

如果有岩浆侵入事故的发生，那么会严重破坏原本煤层所具备的完整性和连续性，并且因为岩浆侵入煤层，就会导致形成岩体。岩体具备不规则的边缘。通常会有一些特殊的揉皱现象发生在侵入体前缘的岩层中，煤理很凌乱，仅有一些漩涡状的内部小构造。倘若没有熟知切掌握岩浆侵入后的分布特点和变质规律，只要支护方面没做到位就会导致出现局部冒顶问题[1]。

（三）断裂构造

因为存在断层，会使岩层、煤发生断开的现象，两边岩块也会随之发生相应的位移，对煤层的连续性造成了不小的破坏。在不同的构造环境之中，断层在广泛发育且普及，并且有很多类型，尤其是在一些复杂的矿区。它们的破碎带、断距不一样，同时破坏围岩的程度也是各不相同的。发生顶板事故的主要部位就是破碎带；除此之外，通常会有很多揉皱、牵引褶曲、破碎以及挤压等等之类的问题会出现断层的两边，也扩大了顶和煤层的裂隙，并且经常导致增加或减小煤层的厚度，如果在生产过程中暴露了该部分的煤层，这就更容易发生冒顶事故。

二、顶板事故具体原因

（一）地质构造

通常情况下，我国地理面积辽阔，并且复杂的地质构造。同时因为这些原因，使煤矿开采的难度不断增加，并且，一些与煤矿相关的生产条件能够直接影响到开采人员的人身安全。根据大数据的调查得知，我国所有的煤矿之中，有近四成的煤矿所在地的地质环境较为复杂，较为简单的纸质条件大概占有百分之二十一左右。除此之外，生产煤矿的过程中，煤层中较高含量的是瓦斯，如果大意了，就容易导致发生火灾。布置管网式的开采巷道，容易聚集许多容易引发一些灾难的原因，更加容易导致煤矿出现一些大的灾害产生。

（二）落后的设备及技术

（1）不合理的开采布局、落后的开采方法、没有详细分析开采布局、布置巷道随便，相关人员见到煤就开挖，乱才乱用，没有遵循可持续发展战略，就会增加顶板的压力，这样就会导致生产成本变高，还潜藏着不安全性。

（2）不正常的工作生产循环。没有能够使采掘工作循规蹈矩的完成，经常性的放出班炮，放炮完毕之后，不能够及时支护露出的顶板，还有一部分的支架会因为放炮而导致崩塌，没有对此进行及时的修复工作，导致顶板长时间的悬露在外，容易发生冒落现象，这样会使顶板事故多频率的发生。

（3）落后的支护设备。其他地方小煤矿与煤矿井下所采用的支护方式是一致的，通常情况下，都是选择使用木材支护和裸体之后，特别是全部采用木材支护来完成采煤工作。然而木材支护有着较多的缺点，如抗压能力不行、支护效果不好等等之类并且还要经常对木材支护进行维修工作。

三、针对顶板事故的有效解决方案

（一）优化设计方案

在对一些方案进行优化的过程中，相关的人员需要对巷道周边的地质条件进行充分的考虑，并选择最佳的支护形式。在预防发生煤矿顶板事故的过程中，相关的设计人员需要才去可靠的措施，如：挑选使用一些拱形的顶板，促使顶板抗压能力能够增加，围岩承载能力能够提升，分析手段可以才去数字化的方式，选择最佳的支护方式减少顶板事故的发生。

（二）加强管理工作面顶板

在进行煤矿掘进工作的时候，为了能够减少出现工作面冒顶的现象。就必须做好管理顶板的相关工作，禁止发生空顶作业，还要运用金属前探梁在施工过程中[2]。如果要进行一些爆破作业时，相关工作人员一定要做好防护措施，同时要对被爆炸所损坏的支架进行修复。在面临一些选择支护方式时，要严格参考一些掘进头相关的性质特点进行选择。在开展井下采煤工作时，岩层正好是在层理裂隙断层褶曲时，就需要相关人员使棚距减少。如果过程中出现水患，日常巡检工作需要做好，情况异常时，采取必要的放水措施。

（三）技术方面

需要做好一些地质预报工作，多次勘探巷道实际情况，检查是否有异常水文情况。没有问题之后，在进行掘进巷道的工作。还有，相关人员一定要按照说明书的流程在开展作业之前，并且设计好巷道的支护技术。还需要严格培训相关的施工人员，帮助他们熟悉了解施工工艺，并且按照规章进行操作。

四、结束语

一些煤矿的地质问题能够直接引起顶板事故发生，并且带来一些安全隐患问题，使相关人员受到生命威胁的可能性大大增加。这类问题的出现，某种程度上直接影响到煤矿顶板事故的发生。与此同时，相关人员选择一些科学合理的方法，及采取正确的方式进行预防工作，有效的防止出现煤矿开采时因为地质条件而带来的顶板事故。