凡奋元
陕煤集团神南产业发展有限公司 陕西省榆林市 719000
摘要：煤矿顶板事故是煤矿开采作业下常见的一种事故类型，顶板事故导致人员伤亡、机械设备损坏，严重威胁煤矿安全生产有序进行。文章通过对煤矿顶板事故产生原因进行分析，探讨具体的防控措施。
关键词：煤矿顶板；顶板事故；事故防范；防范措施
引言
煤矿开采作业环境由于其特殊性，受地质条件及生产管理等因素影响非常大，任何一个环节出现问题，均有可能会产生安全事故，造成重大生命财产事故。总结以往数据可知，顶板灾害为最主要的安全事故之一，同时也是施工管理要点。想要消除此类灾害，必须要做好煤矿顶板控制与巷道支护，搭配各项新型机械设备，作为煤矿开采作业实施的保障，在维持较高作业效率的同时，减少安全事故的发生。
1煤矿顶板事故的现状及防控防范的重要性
随着科技的不断发展，自然能源不断被人们发掘并利用，煤矿产业由此发展起来，我国煤矿产业随着经济的增长，发展规模逐渐扩大，其生产效率和作业环境都发生了很大的变化。顶板事故是指煤矿工人在地下作业时，顶板意外掉落使得人员伤亡、机械损坏停止生产的事故。顶板事故的频发严重影响了我国的煤矿开采产业的发展，一方面事故造成的人员伤亡问题给矿工的家庭带来严重的打击，另一方面顶板事故使得机械设备损坏，工程被迫停止进行，延长了工期并增加工程成本，造成严重的经济损失。我国的顶板事故死亡人数逐年增加，造成的经济损失和能源消耗也逐渐严重，因此煤矿顶板事故的防控防范工作变得越来越重要。顶板事故的防控有利于保障煤矿工人人身安全以及提高煤矿地下工作的工作效率，对促进煤矿产业的发展有着良好作用。
2煤矿顶板事故发生的主要原因
2.1人为因素
地质空区存在人为性的损害，矿体的完整性可能与部分区域的应力比较集中、人为采矿工序出现问题、巷道顶板冒落造成连带性危害有关。空区的不同处理方式对于围岩的影响程度较大，围岩的承受力被破坏，承受结构不稳定可能是因为人为开采时的开采强度和开采步骤不符合必要的规范。
2.2开采技术的影响
开采技术的不合理对煤矿顶板事故的影响较大，可能会直接造成顶板事故的发生。一是在支护方面，若现场工作时的锚杆长度不够，锚喷厚度不足以及锚网强度过低都会导致支护工作不足以支撑顶板，造成安全事故。二是作业的周期过长也会导致顶板事故的发生，由于在开采煤矿的过程中，开采同一工作面时间过长，就会导致开采面上方的顶板支撑时间过长，承压超过范围，导致顶板逐渐变形，容易造成顶板事故的发生。此外，巷道的掘进方式的不合理也会导致顶板压力过大造成事故。
2.3地质方面的因素影响
在对煤炭进行开采期间，因为采掘的困难性较高，并且采掘的工作量会持续增加，采掘面积也在持续扩展，因此极易在采掘期间给原本的地质构造带来或多或少的干扰。假如开采工作面的面积太大，给上覆层的承载带来一定的破坏性，就会极易导致工作面和巷道出现形变的情况，严重时还会出现断裂的问题。另外，因为煤层倾斜角度的差异同样会引发不同程度的顶板事故。
3煤矿顶板事故的防控防范措施
3.1全面掌握顶板控制对象特点,精确评价顶板危险性
在开采之前,技术人员应当对采掘工作面煤层地质条件进行全面分析,精准把控采掘工作面顶板安全性,提前确定出工作面顶板危险区域。
首先,对开采条件进行全面了解,例如,水文情况、煤层倾角、岩层倾角及厚度等条件,进行全面掌握,可采取煤岩体物理力学性能测试、煤岩体冲击倾向性测试、地应力测量等方式,对开采情况提前掌握。其次,技术人员可选择使用地面三位地震探测方式对井下地质开展精细化勘探,特别是对采掘工作面的地质构造应当进行超前探测,确保在采掘工作开展之前,全面掌握采掘区域内地质构造情况。若煤矿条件允许,也可以采用地震CT的方法对应力异常区开展探测。此外,技术人员可根据提前掌握的相关地质参数,采取理论分析或者数值模拟等方式对矿压显现的强度进行提前的预测与掌握,结合提前掌握的应力异常区、构造异常区等对顶板灾害出现的概率及危险性进行研判,重点将采掘过程中可能出现的压架、切顶、冒顶及片帮等情况全面掌握,存在突出危险的矿井,还需要将冲击地压危险性提前研判出来,科学划分出采掘工作危险区域。
3.2进行有效的顶板监测技术手段
动态的监测技术手段可以采用深发射监测应力监测位移沉降监测，钻孔光学监测等等，对于裂隙破碎以及空区顶板等进行24小时的不间断监测，对于顶板破坏程度和应力调整变化情况实行细致的研究，如果发现严重的位移变化或沉降情况，应马上停止开采，密切关注并寻求地质条件发生变化的原因。不能马虎大意，对比监控区域的监控数据和顶板的变换情况应该有一个预判断，只有在更大程度上了解顶板的破碎状况和稳定状态，才能够在避免人员伤亡和设备损害的情况下继续实现开采，并对于出现问题的顶板应马上维护。目前事故率最大的地方集中于破碎复合顶板的区域面积之内，可采用超前支护或多类型支护的方式控制顶板的破碎速度，尽可能提升顶板的强度。
3.3加强技术防控工作
第一，加强单体支柱方式。在煤矿开采工作当中，对于开采技术方面要着重于加强单体支柱方式。对煤矿开采工作面以及巷道上方镶嵌的挡板承压能力和结构进行详细的分析，根据顶板的特性对顶板支柱进行优化设计，加强其承压支撑能力，为煤矿开采工作的安全提供稳定基础。还要注意在开采过程中工人使用的爆破开采技术要严格控制，避免在爆破的过程中破坏顶板结构。第二，加强综合采面措施的应用。为了做好综合防控措施，要加强综合采面措施的应用，这样才能有效对顶板事故进行防控。例如，在设计顶板支架的过程中，支架的内侧可以采用挑梁结构，以此来增加顶板的支撑能力，对顶板顶梁的俯视角度进行科学化的分析，采取合适的水平角度来加强顶板的抗压性，防止发生顶板安全事故。第三，优化锚杆、锚网等支护结构的检测机制。严格控制锚杆、锚网、锚索等结构的质量问题，还要把握其应用方式，做到合理化使用支护结构。对支护结构进行全方面的监测，时刻保证其安全性，定期开展维护排查工作，及时将不合格的支护结构进行更换。利用计算机技术增强支护结构之间的关联性和结构的定位准确性，不断提升其效能，保证地下作业的安全性。
3.4采掘区域围岩地质力学测试与评估
在开采范围中进行围岩的地质力学测定和评析，属于煤炭采掘布控、巷道布控以及支护规划的基本性工作，还属于平时顶板事故风险检查的基本工作。煤矿应该在巷道进行挖掘、维护、修理以及工作面布控以前来实施地质力学的测定和评析，需要利用动态化的评析方式，贯穿于巷道以及工作面的使用全过程。在对采掘部分的围岩进行地质力学的测定和评析时，需要对该区域中煤层和岩层的实际情况、顶板和底板的岩石性质、地质结构、地应力以及挖掘空间中周边环境的状态还有瓦斯、水、火包括冲击地压等等实际情况进行充分了解。这一测定方式通常是在矿下来实施的，具体工作包含矿下原位地应力的测定、围岩构造的测定、围岩坚实度的测定和采动时对于应力的测定等等。
结语
综上分析,当前很多煤矿企业仍旧面临着较为严峻的顶板事故威胁,给煤矿生产的安全性带来了较大的挑战,同时,从当前煤矿出现的顶板事故来看,导致顶板事故出现的原因也相对较多。对此煤矿企业还需要重点分析顶板事故产生的原因，并结合实际情况采取针对性的预防措施。
参考文献
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