礦井下采礦頂板管理分析

李志祥/中煤能源新集有限公司

礦井下采礦頂板管理分析

李志祥/中煤能源新集有限公司

頂板的事故在煤礦生產(chǎn)中發(fā)生的高概率不僅會(huì)影響煤礦的正常生產(chǎn)，也給工人帶來(lái)生命安全的威脅。頂板事故的發(fā)生由于通常受外部因素和內(nèi)部因素的影響，生產(chǎn)技術(shù)因素和頂板管理的合理性缺乏是外因，而煤層頂板的地質(zhì)條件是內(nèi)部原因。為了減少事故發(fā)生。分析了頂板冒落的原因，分析了產(chǎn)生的原因，并采取了相應(yīng)的措施。

煤礦；井下采礦；頂板管理

前言

煤炭是中國(guó)重要的能源之一，其生產(chǎn)在一定程度上關(guān)乎到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。對(duì)于煤礦井下開(kāi)采工作，一定要做好安全防范，避免重大安全事故的發(fā)生。在礦井下進(jìn)行煤炭開(kāi)采工作，由于開(kāi)采情況復(fù)雜，加強(qiáng)頂板管理工作則顯得尤為重要。井下安全事故的發(fā)生多數(shù)是由于頂板發(fā)生故障而誘發(fā)的安全事故。因此，要不斷加強(qiáng)頂板管理工作，對(duì)頂板做到及時(shí)維護(hù)，探索行之有效的措施，確保煤礦井下采礦工作安全進(jìn)行

一、冒頂事故常見(jiàn)預(yù)兆

（一）大型冒頂事故預(yù)兆

1.頂板預(yù)兆

頂板斷裂或者直接頂與老頂發(fā)生離層現(xiàn)象時(shí)頂板會(huì)產(chǎn)生斷裂聲，若老頂與上方巖層發(fā)生斷裂或者離層現(xiàn)象則容易產(chǎn)生類似悶雷的聲音。頂板巖層若出現(xiàn)破碎則會(huì)伴隨掉渣現(xiàn)象，若人工假頂下掉落大量煤渣和碎矸石則出現(xiàn)冒頂?shù)膸茁瘦^高。頂板下沉或者地質(zhì)構(gòu)造均可能造成頂板裂隙的生成，將楔子插入到裂縫中觀察楔子是否會(huì)發(fā)生掉落或者松動(dòng)現(xiàn)象能夠做出判斷。頂板發(fā)生冒落前容易出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，問(wèn)頂方法在脫層檢查中應(yīng)用較廣，若頂板沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題則聲音清脆，若上下巖層之間發(fā)生脫離現(xiàn)象則頂板之間會(huì)產(chǎn)生空洞響聲。

2.支架預(yù)兆

應(yīng)用單體液壓支柱時(shí)可見(jiàn)支柱損壞量多于平時(shí)，使用金屬支架時(shí)可見(jiàn)支架變形，柱體被壓壞；使用木支架時(shí)支架發(fā)生壓劈和折斷現(xiàn)象。

3.煤壁預(yù)兆

通過(guò)礦井壓力來(lái)進(jìn)行判斷，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在采面頂板事故發(fā)生之前，礦井壓力都會(huì)突然變大，在巨大的壓力下，被開(kāi)采的煤層煤質(zhì)會(huì)變得柔軟，在開(kāi)采時(shí)就會(huì)很省力，也更容易，一旦出現(xiàn)這種情況，采面頂板事故發(fā)生的可能性就很大。事故發(fā)生都是有預(yù)兆的，因此在生產(chǎn)過(guò)程中要時(shí)刻注意各種因素和征兆，通過(guò)捕捉征兆以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保障及時(shí)地撤離，從而避免人員傷亡。

（二）局部冒頂事故預(yù)兆

頂板裂隙內(nèi)存在掉矸、掉渣等現(xiàn)象，小塊矸石大量落下；出現(xiàn)大量張開(kāi)頂板裂隙，敲開(kāi)問(wèn)頂時(shí)能夠聽(tīng)到異常聲音；有小地質(zhì)構(gòu)造存在于工作面上，對(duì)巖層的完整性造成破壞，從而導(dǎo)致局部冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。

二、頂板發(fā)生事故的主要原因分析

頂板發(fā)生事故既有主觀原因，也有客觀原因。首先，煤礦區(qū)域原本的地質(zhì)構(gòu)造例如斷層或褶曲等造成破碎帶的成型，破碎帶下冒頂事故更易發(fā)生，節(jié)理和層理的不斷發(fā)育容易破壞頂板的穩(wěn)定性能，由此引發(fā)的冒頂事故也較為常見(jiàn);其次，井下工作人員和相關(guān)管理人員沒(méi)有依照科學(xué)的制度和管理規(guī)定進(jìn)行作業(yè)，在突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，缺少處理突發(fā)問(wèn)題的常識(shí)和能力，沒(méi)能在第一時(shí)間制止事故發(fā)生;然后，相關(guān)檢查人員沒(méi)有進(jìn)行無(wú)死角的檢查，對(duì)檢查工作的疏忽大意和玩忽職守，使得檢查制度沒(méi)能落實(shí)到位，安全隱患沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn);最后，支架設(shè)備配置不齊全，架設(shè)支架時(shí)沒(méi)有采用科學(xué)合理的方式，大大減小了支架的撐護(hù)作用，有些地方因?yàn)橹Ъ芏倘倍鴽](méi)有放置支架，大大增加了冒頂事故的發(fā)生概率。除此之外，開(kāi)采的順序不合理、巖鑿爆破的不科學(xué)等也會(huì)導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生。

三、優(yōu)化煤礦井下采礦頂板管理

（一）做好壓力預(yù)測(cè)工作

礦井壓力大小直接關(guān)系到井下生產(chǎn)是否安全，礦井壓力突然增大是采面頂板事故發(fā)生的前兆，礦井作業(yè)空間比較小，而且環(huán)境比較復(fù)雜，井下作業(yè)環(huán)境壓力受外界影響很大，往往會(huì)隨外界的影響而發(fā)生變化，為保障井下采礦生產(chǎn)安全，工作人員及管理人員都要時(shí)刻注意礦井內(nèi)部的壓力變化，加強(qiáng)井底壓力觀測(cè)，以使發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)采取科學(xué)的方法，制定合理的預(yù)防措施，從而保障井下作業(yè)人員安全。

（二）加強(qiáng)安全出口管理

作業(yè)面的上下出口最好配備專職人員，主要工作是維護(hù)上下出口，做好上下出口的安全檢查，以便在事故突發(fā)時(shí)，出口順暢，便于疏散人員。在安全出口處，可以設(shè)置抬棚，在下出口處，可以設(shè)置梯子。對(duì)于三角地帶、構(gòu)造帶和安全出口等特殊位置，要進(jìn)行特殊支護(hù)。頂板的維護(hù)和特殊支護(hù)要定期接受檢查，并記錄檢查結(jié)果，頂板工作人員要對(duì)記錄的檢查結(jié)果認(rèn)真分析，以便及時(shí)采取措施。在條件允許的情況下，最好每周開(kāi)展一次全面檢查，所有相關(guān)人員要到井下排除安全隱患，對(duì)記錄結(jié)果進(jìn)行必要的復(fù)查，將危險(xiǎn)因素及時(shí)扼殺。

（三）切實(shí)加強(qiáng)掘進(jìn)工作面頂板的管理

在煤礦井下掘進(jìn)巷道時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)頂板管理，杜絕掘進(jìn)工作面冒頂?shù)陌l(fā)生。嚴(yán)禁在工作面進(jìn)行空頂作業(yè)，必須確保金屬前探梁使用，同時(shí)在進(jìn)行爆破前，應(yīng)當(dāng)采取相關(guān)防護(hù)措施，對(duì)于爆破過(guò)程中損壞的支架應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行修復(fù)。對(duì)于巷道的支護(hù)，應(yīng)當(dāng)充分考慮掘進(jìn)頭性質(zhì)來(lái)選擇巷道的支護(hù)方式。在進(jìn)行煤礦井下采煤時(shí)，當(dāng)掘進(jìn)頭遇到層理裂隙發(fā)育的巖層或者斷層褶曲時(shí)必須縮短棚距；同時(shí)，為了有效增強(qiáng)巷道對(duì)圍巖的支護(hù)能力，應(yīng)當(dāng)選擇具有較高支護(hù)強(qiáng)度的支架。在選擇支架型號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保障支架具備一定的初承力，有效防止圍巖與支架出現(xiàn)空頂或空幫現(xiàn)象。在進(jìn)行巷道老支架替換時(shí)，需先將老支架進(jìn)行拆除后方可進(jìn)行新支架的架設(shè)。當(dāng)煤礦巷道中存在水患時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重巷道的日常檢查，當(dāng)煤礦巷道出現(xiàn)異常水患時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取有效的探放水措施。當(dāng)煤礦巷道出現(xiàn)透水征兆時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)撤離相關(guān)工作人員，同時(shí)立即采取相關(guān)措施進(jìn)行處理。

（四）加強(qiáng)對(duì)構(gòu)造帶的特殊支護(hù)

對(duì)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造帶要全面掌握和了解，在預(yù)知可能出現(xiàn)的事故前，做好現(xiàn)場(chǎng)的防護(hù)措施，并要求現(xiàn)場(chǎng)的工作人員注意可能出現(xiàn)的故障和突發(fā)狀況，在開(kāi)采過(guò)程中，要有監(jiān)理人員全程跟蹤，做好安全保障工作。工作人員在工作過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)章制度作業(yè)，做好自身的安保措施，聽(tīng)從隊(duì)長(zhǎng)的指揮與領(lǐng)導(dǎo)，一旦在工作中遇有突發(fā)狀況或危險(xiǎn)情況及時(shí)向隊(duì)長(zhǎng)報(bào)告。當(dāng)遇有大型冒頂事故時(shí)，要做好清理退路的準(zhǔn)備，確保逃生道路順暢，保證人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。井下作業(yè)情況復(fù)雜，對(duì)于不遵守規(guī)章制度，擅自行動(dòng)的人員要給予嚴(yán)厲懲處。

（五）頂板管理的其他方法

為切實(shí)強(qiáng)化管理效果，井下管理人員制定切實(shí)可行的獎(jiǎng)懲制度，以制度規(guī)范井下作業(yè)人員的行為，對(duì)于工作態(tài)度認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，敬業(yè)奉獻(xiàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患的工作人員予以獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)散漫、不按規(guī)章辦事的人員予以嚴(yán)懲，通過(guò)獎(jiǎng)懲制度提高工作人員的責(zé)任心和安全防范意識(shí)。管理人員要不斷創(chuàng)新管理方式，善于從以往的頂板安全事故中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)防以后頂板安全事故的發(fā)生。

四、結(jié)束語(yǔ)

為了提高煤礦安全生產(chǎn)的系數(shù)，必須及時(shí)采取有效措施消除安全隱患，嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程對(duì)前探支護(hù)措施進(jìn)行全面落實(shí)，不得進(jìn)行空頂作業(yè)，同時(shí)需要加大現(xiàn)場(chǎng)安全檢查的檢查力度，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患需要立即進(jìn)行有效處理，除此之外，還需要使采掘工作面的現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)質(zhì)量不斷獲得提升。

[1]郭志明．煤礦井下采礦頂板管理探討[J]．現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化．2014(23)：30-32．

[2]王崇平.煤礦采煤工作面頂板事故原因及其防治措施研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2011（9）

[3]蔡露平．煤礦井下開(kāi)采中的采面頂板管理分析[J]．企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)．2015(15)：172．