井下巷道顶板事故预防措施探讨

杨小龙

摘  要：在对煤矿井下巷道顶板事故发生的主要原因进行分析的基础上，首先阐述了发生顶板事故之前的一些征兆，然后再根据事故的主要类型和原因提出对应的预防及处理措施，希望该文能够对煤矿井下顶板事故的预防及处理有所帮助。

关键词：巷道;顶板事故;冒顶;处理

通常情况下，根据煤矿井下巷道顶板事故发生的特征类型和围岩结构，可以将顶板事故分为松散破碎围岩漏冒事故、块状围岩断裂冒顶事故等类型，其中，在煤矿巷道中，超过50%的事故以镶嵌型围岩冒落为主，其次为松散破碎型围岩漏冒事故与离层型围岩片帮冒顶事故。本文首先对巷道顶板事故发生的原因进行分析，然后在此基础上本着“预防为主、处理为辅”的原则，再具体探讨井下巷道顶板事故的相关预防措施。

一、煤矿井下巷道顶板事故发生的主要原因

煤矿井下巷道顶板事故是指工作人员在井下作业的过程中，由于巷道顶板突然脱落而导致的采煤设备毁坏、人员伤亡等损失，一旦发生顶板事故，不但直接影响煤矿的正常生产，而且还会给煤矿井下工作人员的人身安全带来极大的损害，因此，分析煤矿井下巷道顶板事故发生的原因是非常有必要的。导致巷道顶板事故的原因是多方面的，从实际的情况来看主要包括如下几个方面的内容：

（一）围岩地质结构及人为方面的原因。首先煤矿井下各个不同地区的地质结构构造差异较多，而且有的地区地质结构十分复杂，给采煤作业带来了非常不利的因素;其次，加之部分煤矿的开采规模较大，保护维修不及时等原因，也导致了巷道围岩地质结构复杂的化，人为的增加了煤矿开采过程中发生巷道顶板事故的概率。

（二）煤矿开采技术及管理方面的原因。当前，我给煤矿开采过程中出现顶板事故的原因除了围岩地质结构复杂之外，还包括煤矿开采过程中的开采技术以及作业管理等多个方面的原因。笔者通过对近几年煤矿巷道顶板事故发生的案例分析来看，在开采过程中导致事故发生的原因主要包括这样几个方面：① 生产企业方因为注重利润而忽视采煤作业过程中的技术管理。导致在作业过程中因为安全意识和安全处理不到位而出现顶板事故;② 采煤作业过程中涉事单位没有对采煤过程进行严格监督，没有及时发现作业过程中存在的相关故障问题，从而没有及时的对相关隐患进行处理，引发严重事故;③ 煤矿开采过程中没有根据矿业管理部门的相关规定购置对应的采矿设备、安全设备等，留下了巷道顶板事故隐患。

二、井下巷道顶板事故的主要类型

根据巷道顶板事故发生地点的冒落形状和顶板的冒落规律来看，顶板冒落的主要形式包括：① 顶板规则冒落。这类顶板冒落的特点是， 顶板冒落后冒落面比较规整、 圆滑， 冒落形状一般呈扁椭圆或竖椭圆状，冒落高度变化为 0.4～ 4m。②层状顶板裂断冒落。这类顶板冒落的特点是， 当巷道宽度较大 （如大断面巷道、 交岔点等）时，冒落线基本是在巷道两帮上部。③ 顶板不规则冒落。分层厚度小于 0.5～0.8m 的页岩、 砂质页岩地质条件下容易发生。

三、井下巷道顶板事故预防及处理措施

（一）井下巷道顶板事故征兆。（1）异常声音。在掘进作业过程中，所有被采掘挖空的工作面的顶板都存在明显的下沉，甚至会出现断裂问题，从而使得顶板的压力迅速增加，导致顶板支护支架结构发出对应的声音，这是出现顶板事故的征兆之一。同时，当支护的金属支柱出现下降时，同样也会发生对应的声音，这些可以为顶板事故的预防提供一定的参考。（2）顶板掉渣。当顶板出现较为明显的裂隙时，会出现顶板掉渣的问题，这表明顶板压力的增加，如果这时进行人工架顶，则可能会掉下碎矸石子等，这些都是冒顶的征兆。（3）片帮煤增加。若巷道中煤壁所承载的压力超出限制时，煤层结构会变得更加松软，这时所产片帮煤也会明显增多，就要引起技术人员的注意。（4） 顶板裂隙增加。顶板裂隙包括两种：一是地质原因而形成的自然裂隙，二是因为采矿区顶板下沉而导致的裂隙。通常，流水的裂隙有危险，主要是因为其深度大，缝中有煤泥，但若是有水锈危险会小得多，因为通常是老缝;茬口较新的有危险，这主要是因为它是新生的，结构发育不稳定，当裂隙增加时会出现冒顶。（5）漏顶。漏顶是指顶板在出现冒落之前通常会因为背部支护不严而导致的漏顶现象，若不能得到及时处理，会使得支架松脱、棚顶托空，当顶板围岩石块继续冒落，就可能会出现大范围的冒顶事故。（6）脱层事故。在巷道顶板出现冒落之前，通常会出现冒顶脱落的现象，技术人员可以站在安全的位置，使用长钢钎将破碎的岩石和煤层捅掉，然后使用镐、斧或钢钎对顶板进行敲打，若声音清脆，则表明没有剥落层;若存在剥落层且较厚而不容易辨认时，可以使用震动问顶法，即用左手将顶板按住，然后用右手持工具敲击，若左手能感觉轻微震动，表明存在剥落层，需要进行支护处理。

（二）井下巷道顶板事故预防处理措施。（1）镶嵌型围岩冒落事故预防处理措施。镶嵌型围岩出现冒落事故需要做好如下几项处理措施：① 对传统的敲帮问顶方法进行改进，可使用新型的危岩安全检测工具，如声振谱发射器等进行探测处理;② 在开采作业之前以及放炮之后，要严格遵循相关的作业规程进行顶板检查，一旦发现问题要及时上报、处理;③ 在使用炮掘过程中，应该根据围岩结构合理布置炮眼位置，并对用药量进行严格控制。且在放炮之前还必须对支护体系进行加固处理，放炮之后还要及时进行再加固;④ 要根据支护方式、围岩性质以及采掘作业工艺合理确定空顶距离，并结合临时支护、超前支护等方式进行综合处理。（2）分离层围岩片帮冒顶事故预防处理措施。对于空顶面积较大、围岩风化明显的巷道，因为容易发生围岩片帮冒顶事故，需要进行及时的处理：① 在超前支护的过程中合理确定空顶距离，在放炮和掘进的过程中要结合围岩条件以及支护方式进行合适的加固处理，例如固定前探梁或铰接前探梁支护、锚杆超前支护等;② 在深入了解分离层围岩结构特点的基础上，合理确定巷道的位置与掘进时间，并使用对应的支护支架或者锚杆支护方式进行处理。若巷道的围岩压力过大时，则要使用缩小棚距、限位卡缆等方式进行处理;③ 当巷道的使用时间较长时，或者断面面积在10m2以上、围岩压力较大时，要使用金属拉杆进行连接和稳定处理;④ 对于围岩较容易风化的巷道，应使用封闭锚喷，并直接支护至迎头，且封闭喷浆的厚度要大于20mm，喷砼厚度应不得小于100 mm。（3） 掘进上、下山巷道的顶板事故预防处理措施。在掘进上、下山巷道的顶板事故预防处理措施：① 及时清除掘进工作迎头、顶部以及两帮松动的浮石、松矸等;② 观察煤层和迎头顶板的稳定性，若顶板出现异响或者出现坍塌时要迅速的撤离;③ 爆破之前要设置20 m的迎头支架，避免出现顶板崩塌的问题;④ 在掏柱窝、挖底之前要对周围围岩进行检查，保证整个作业环境的安全度;⑤ 巷道内所有位于两帮的支架都必须使用两道拉杆，在预紧、加固处理之后要增加斜撑，提高整个支架体系的稳定性;⑥ 若发现巷道内存在折柱断梁时，要先对该断裂梁柱周围的梁柱进行加固，然后再对这个断裂梁柱进行加固、更换处理。

总之，导致煤矿井下巷道顶板事故的原因比较复杂，有自然地质方面的原因，也有人为管理或者技术层面的原因，在具体的处置中要根据各个矿井的实际情况区分对待。

参考文献：

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[2] 宋晓彪. 煤矿掘进巷道顶板事故分析及预防措施[J]. 科技风， 2013（17）.

[3] 司晋林. 煤矿巷道顶板事故分析及预防措施探究[J]. 能源与节能， 2014（5）.