研究煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施

郑中实

徐矿集团夏阔坦矿业开发有限责任公司 江苏徐州 221000

采掘的不断深入会带来一系列安全问题，其中最危险的是顶板冒落。采掘工作之前，煤矿应针对采掘过程中可能会发生的事故，制定相关对策，保护采掘人员的人身安全，提高企业的经济效益。

1 煤矿采煤工作面顶板事故原因

煤矿采煤工作面顶板发生冒顶的原因主要有：①多种因素造成的顶板上部压力过大。工作面顶板具有一定的承载能力，但其承载能力是有上限的，一旦压力超过顶板承受上限，会使顶板直接破裂，发生冒顶，造成人员伤亡或设备损失。②液压支护选择不合理。在开采过程中，生产人员一般会选择使用液压支护，支撑采煤工作面两端。如果选择的液压支架承载力不足，会导致采煤工作面下塌，发生冒顶。如果液压支架设置不合理，不能正确支撑起采煤工作面，同样会导致顶板塌陷。这种情况的产生，大多是由于操作人员缺乏相关理论知识。③地理条件恶劣。煤矿一般在山区，山区的环境相比城市环境更加复杂，开采过程中容易遇到断层或其他环境因素。地理条件复杂，很多手段无法施展，容易发生顶板冒顶。④生产人员安全意识不足，专业素质差，操作不当，会导致冒顶。

2 防治措施

2.1 制定完善顶板管理机制

煤矿企业应高度重视顶板管理的重要性，严格遵守相关的安全生产技术管理规范，制定完善的顶板管理措施，以确保顶板支护质量和安全[1]。煤矿企业应积极应用先进的信息技术，对顶板支撑压力等指标参数进行动态监测，将预防作为顶板管理工作的重点，有效降低冒顶事故发生的机率。特别是对地质条件复杂的围岩进行采掘作业时，煤矿企业必须采取超前支护等措施，并综合运用高强度支护、贴帮支护、端头支护、切顶支护以及特殊支架等多种方式来确保开采作业的安全。同时在采掘过程中应采取定期巡检等方式，通过精细化的顶板管理措施来确保支护的安全可靠，从而避免人员的伤亡以及经济财产的损失。

2.2 合理选择液压支架

液压支架是保障开采工作顺利进行的重要条件之一，选择合理的液压支架，可以保障采煤工作面的稳定性。

（1）液压支架型号关系到其承载力，应合理选择液压支架的承载力。在选择液压支架型号时，可以采取两种办法进行判断：①岩重法。将不同重量的岩石放在液压支架上，通过岩石重量测量出液压支架支撑上限。②实际测量法。将液压支架放在施工现场，通过液压支架承重数据确定岩石吨位，从而对液压支架进行合理的选择。

（2）开采过程中，不同的开采位置液压支架需要的高度不同，且开采高度会随着开采进度发生改变，因此必须要考虑液压支架高度对工作面的影响。数据测量必须精确，稍有差池，都有可能造成冒顶现象。采掘人员要根据实际施工情况合理选择液压支架高度[2]。

2.3 掘进地质构造带顶板管理措施

当掘进工作面遇到地质构造带时，由于构造面节理发育应力集中，会导致不同煤（岩）层间有离层产生，此时顶板结构的稳定性会受到影响，并导致掘进工作面顶板岩层的压力进一步增加，从而造成顶板出现坍塌事故。因此在掘进作业中应采用高强度支护方式来对构造面顶板进行支护管理，以避免冒顶等严重的安全事故发生。目前掘进工作面比较常用的是对构造带进行超前或前探支护的方式。该支护方式不仅比较容易操作，而且能够对较大范围顶板进行有效支撑，同时还可以结合局部填充胶结技术来提高顶板结构的完整性。在选择地质构造带的支护方式时要注意，必须弄清楚地质构造、煤（岩）体的层理发育程度和承压强度，并结合巷道宽度高度以及矿压等因素合理选择支护方法，以确保顶板支护的安全性和稳定性。

2.4 采面地质构造带顶板管理措施

在采面过地质构造带时，应充分考虑端面距以及煤层顶板的实际冒落高度等因素。当端面距与冒落高度均为1m时，可以采取钻眼插钢针的方式来提高临时塌冒区顶板的稳定性。而当端面距或者冒落高度超出这一安全标准时，则应采取相应的棚式支护措施。棚梁可以根据实际情况使用2或3个，同时应严格控制煤壁和采高的一致性。应指派富有经验的技术人员对工作面顶、煤壁进行敲帮问顶，以准确判断其是否存在离层或者浮煤矸等问题。当顶板压力降低时，施工人员应按照端面距的实际长度来进行置顶高度的设置，并将长方木等材料设置在平行煤壁的位置。作业人员还可以采取利用液压前探伸缩梁或护帮板进行支护的方式来避免顶板出现二次冒顶事故。此外，还应综合利用前探梁结合插入钢针以及设置临时性支柱等方式及时对顶板进行支护，以保证顶板结构的稳定性[3]。

2.5 过断层顶板支护技术

在实施机械化采煤过程中，当采煤机通过断层顶板时，需要支架与采煤机相互配合，及时将支架移动到顶板下方，在移动支架的过程中，要一次准确地将顶板支起到合适的高度，避免反复支起顶板造成对顶板的破坏。在运用采煤机时，需充分保护顶板，防止顶板发生脱落。对此，可以借助玻璃钢锚杆对煤帮进行支撑，同时确定合理的开采高度，避免采高过高造成采煤机重复进刀，导致顶端缺乏支撑，出现空顶引发意外事故。在开采过程中，为提升新开煤层的稳定性，需要对两端的切顶线处进行支撑及预切断处理，保护顶板破碎的地方，避免出现顶板悬顶面积过大造成端头区域矿压增大和无支护盲区[4]。

3 结语

在组织开展煤矿开采作业时，各项工作需要将安全放首位，做好采煤工作面的布置工作，通过选用合理的液压支架，杜绝每一处的安全隐患，只有这样才能防止采煤工作面发生安全事故。开采工作需要以安全为前提，所有支撑保护工作完成后，才能进行开采作业，最大限度降低风险。同时，建立健全监管机制，将安全开采工作落实到实际行动中，从根本上确保煤炭开采持续发展。