煤礦采礦工程頂板事故及措施分析

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摘要：隨著煤礦開采力度的加大，我國煤礦采礦工程也是逐年增多，但是畢竟煤礦采礦工程運(yùn)行過程中涉及到很多安全問題，稍有不慎則會造成嚴(yán)重的人員傷亡，例如由于地質(zhì)條件而引發(fā)的頂板事故就一度引起人們的關(guān)注。文章由此出發(fā)，通過分析頂板事故類型、原因，探索了如何去整改和預(yù)防由于地質(zhì)條件而引發(fā)的頂板事故，希望能夠?yàn)樘嵘旱V采礦工程的安全系數(shù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦工程；地質(zhì)條件；頂板事故；防治

頂板事故是我國煤礦開采過程中常見的安全事故之一，對于開采人員和設(shè)備的損傷程度也比較大，因?yàn)闉榱俗屆旱V開采過程中安全系數(shù)能夠進(jìn)一步提升，必須加大安全事故預(yù)防的相關(guān)研究，文章對此展開研究，從類型和原因分析出發(fā)，探索如何針對地質(zhì)條件引發(fā)的頂板事故進(jìn)行預(yù)防。

1煤礦采礦工程中頂板事故的類型

隨著煤礦業(yè)的快速發(fā)展，如何安全采礦已經(jīng)引起人們的重視，其中頂板事故的發(fā)生所帶來的損失和傷亡也不斷引發(fā)人們的思考。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年我國煤礦傷亡事故中，頂板事故的傷亡人數(shù)仍高達(dá)29.8%。這個數(shù)字背后隱藏的危險(xiǎn)因素可想而知，因此在采礦工程開工之前應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)條件進(jìn)行必要的調(diào)查，降低其發(fā)生的概率，同時做好預(yù)防措施，下面就對頂板事故的類型進(jìn)行分析：第一種，局部冒頂事故；煤礦開采過程中需要具備一定的條件方可實(shí)現(xiàn)，例如薄層結(jié)構(gòu)的復(fù)合頂板、開采層的深度以及開采過程中涉及到的寬度等，利用適合的開采動力形成內(nèi)應(yīng)，進(jìn)而深入壁前方，但是如果內(nèi)應(yīng)過大的情況下就會出現(xiàn)冒頂事故。這種事故發(fā)生與老頂來壓息息相關(guān)，尤其是在復(fù)合頂板開裂的地方，再加上老頂來壓就容易出現(xiàn)局部冒頂事故。第二種，壓垮型頂板事故。壓垮型的頂板事故無非就是壓力超過了所能承受的范圍導(dǎo)致，頂板受力過大就容易導(dǎo)致支架被壓垮的情況，從而造成嚴(yán)重的事故，直接頂和老頂銜接過程中也容易產(chǎn)生壓力不均勻的情況從而造成壓垮型的頂板事故產(chǎn)生。第三種，推垮型頂板面積垮塌事故。這類事故發(fā)生主要是因?yàn)轫敯宄惺軌毫^大，由于頂板來壓角度不同又分為向老塘推垮和向壁推垮以及向傾斜一側(cè)推垮。既有新頂板自身的推垮動力也有老頂斷裂過程中產(chǎn)生沖擊力而對其造成的壓力。

2煤礦采礦工程中受到地質(zhì)條件而引發(fā)頂板事故的原因探究

在煤礦采礦過程中，不同的工程所處的地質(zhì)條件也不同，因而會引發(fā)不同的頂板事故，但是究其原因和地質(zhì)構(gòu)造以及地址條件是脫離不開的，下面則從兩個方面進(jìn)行具體分析。

2.1地質(zhì)構(gòu)造因素

地質(zhì)構(gòu)造因素導(dǎo)致的頂板事故主要包括三種形式，一種是褶皺構(gòu)造導(dǎo)致的頂板事故。巖層的褶皺構(gòu)造主要是由于地質(zhì)作用力的影響，使巖層產(chǎn)生變形從而形成波狀彎曲，同時又沒有失去連續(xù)性的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)。第二種是巖漿侵入導(dǎo)致的頂板事故。巖漿的侵入導(dǎo)致煤層的連續(xù)性遭到破壞，并且?guī)r漿侵入煤層后形成的巖體邊緣不規(guī)則，導(dǎo)致煤層出現(xiàn)特殊的揉皺和煤理紊亂等情況。如果在開采過程中對巖漿入侵的規(guī)律和特征沒有進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，并且支護(hù)不當(dāng)?shù)那闆r下就會導(dǎo)致局部冒頂事故的發(fā)生。第三種是巖層斷裂構(gòu)造導(dǎo)致的冒頂事故。斷層會使巖層和煤層斷開，從而出現(xiàn)位移導(dǎo)致巖層的完整性遭到破壞，斷層會存在不同的構(gòu)造環(huán)境當(dāng)中，其類型也多種多樣，而頂板事故多發(fā)生于斷層的破碎地帶。

2.2地質(zhì)條件因素

煤礦開采工程施工過程中對于巖層的破壞力度還是不小的，有時候過度的開采還容易造成原有平衡狀態(tài)的失衡，例如巷道的挖掘和布置、回采工程等，這都會對巖層內(nèi)部造成一定的壓力，一旦超過了巖層的承受壓力就容易引發(fā)地質(zhì)條件的變化，由此頂板出現(xiàn)下沉、離層、裂縫等情況也就顯而易見，如果預(yù)防措施不夠到位就很容易出現(xiàn)頂板事故。

3受到地質(zhì)條件而引發(fā)頂板事故防治措施

前文對煤礦采礦工程中的頂板事故發(fā)生原因進(jìn)行了深入分析，探索了地質(zhì)條件對其的不同影響，因此為了降低這種地址條件而引發(fā)的頂板事故發(fā)生概率，文章認(rèn)為可以從以下幾個方面著手：

3.1宏觀方面

第一，加強(qiáng)地址條件前期檢測力度。既然很多頂板事故發(fā)生是源于地質(zhì)條件的變化，因此在開采之前需要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，從根本上去考察該地煤礦開采可能帶來的頂板事故風(fēng)險(xiǎn)概率有多少。這涉及到后期事故發(fā)生的概率、損失以及挽回力度。具體而言，可以設(shè)立專門的煤炭開采地質(zhì)檢測部門和專業(yè)的人員，在施工之前進(jìn)行專業(yè)的檢測，并將檢測結(jié)果進(jìn)行記錄，對于檢測各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的分析，從而判斷其地質(zhì)條件的現(xiàn)有情況和未來變化的可能性，從而為預(yù)防頂板事故發(fā)生提供可靠的數(shù)據(jù)。第二，加大獎懲力度。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，很多地質(zhì)條件造成的頂板事故是可以預(yù)測和預(yù)防的，因此應(yīng)當(dāng)對于地質(zhì)監(jiān)測人員施行嚴(yán)格的獎懲制度，用嚴(yán)格化的制度來約束他們的監(jiān)測行為，對于檢測能力不合格、態(tài)度不認(rèn)真、不能及時上報(bào)檢測數(shù)據(jù)的工作人員應(yīng)當(dāng)加大懲罰力度，嚴(yán)重的還可以予以開除。而對于態(tài)度認(rèn)真、能力強(qiáng)的地址勘測人員可以予以降低，讓大家感受到地質(zhì)條件所造成的頂板事故所帶來的巨大危害，讓他們從思想和行為上都重視地質(zhì)條件的重要性。

3.2微觀方面

第一，加強(qiáng)對構(gòu)造帶的特殊支護(hù)，對于煤礦開采來說，地質(zhì)條件本身就比較復(fù)雜，因此對于地質(zhì)構(gòu)造要在開采之前就進(jìn)行深入的了解，在可能發(fā)生坍塌的地方做好防護(hù)措施，例如安裝特殊的支架，如下圖（圖1）根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造不同需要在特殊的開采地帶安置支架，從而減輕頂板壓力，從而降低頂板事故發(fā)生的概率。同時在安裝完支架之后必須要求現(xiàn)場工作人員要在開采過程中躲避支架，同時做好自身的安全保護(hù)措施。下圖是一種煤炭開采的液壓支架支護(hù)設(shè)備（圖2）。本支架安裝固定簡單，操作方便，不影響液壓支架的整體受力，能夠?qū)崿F(xiàn)整體移動液壓支架，整體移出礦洞后再進(jìn)行拆卸即可，減少了在煤炭礦洞中拆卸液壓支架時的安全隱患。對于煤礦采礦工程所在的地理位置進(jìn)行詳細(xì)的分析，尤其是地址構(gòu)造方面，同時對于過程中地質(zhì)條件的變化也要實(shí)時監(jiān)測。最重要的還是施工之前的調(diào)查和分析，對于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，預(yù)測在后期施工過程中發(fā)生頂板事故的概率。從而制定科學(xué)合理的防治方案，對于方案的制定要結(jié)合同類地質(zhì)條件煤礦開采過程中的頂板事故發(fā)生案例，力求實(shí)用、準(zhǔn)確。第三，對于煤礦采礦工程的施工進(jìn)度要進(jìn)行監(jiān)控，對于不同巖層的變化要進(jìn)行時刻監(jiān)測與記錄，對于頂板的壓力變化也要進(jìn)行時刻注意，一旦預(yù)測到超標(biāo)就要及時采取措施，利用特殊的支架搭建就是很好的方式。如果地質(zhì)條件較為特殊就要請專業(yè)的設(shè)計(jì)人員為其研究降壓或者頂板搭建等方案。第四，對于采礦的巷道要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，力求布局合理，節(jié)約空間，安全可靠。首先在采礦工程施工之前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行準(zhǔn)確的考察，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)巷道的方案設(shè)計(jì)，在經(jīng)過專業(yè)的人員考察來避開地質(zhì)構(gòu)造線，從而降低地質(zhì)斷層和破碎帶等特殊地質(zhì)對于頂板所造成的威脅。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提升，煤炭的需求量也在持續(xù)增加，這給煤炭開采工作帶來了一定的壓力。在大力開采過程中確保安全才是其持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。因此頂板事故的發(fā)生一直備受關(guān)注，文章也對此展開了研究，對于頂板事故發(fā)生的原因進(jìn)入深入分析，從地質(zhì)條件角度出發(fā)分析應(yīng)當(dāng)如何去預(yù)防，例如在施工之前應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)條件和構(gòu)造進(jìn)行深入研究和考察，將一些可能的危險(xiǎn)因素排除，提前做好預(yù)防，降低事故帶來的損失，希望這些拙見能給相關(guān)研究和煤礦開采安全系數(shù)的提升提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洪旭.安全管理在礦山采礦工程中的應(yīng)用分析[J].中國金屬通報(bào)，2019，27（8）：37-38.

作者：侯欣欣 單位：陜西旬邑縣旬東煤業(yè)有限責(zé)任公司