徐兵 孙宪彪
新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿安监处
摘要：顶板事故指的是煤矿企业地下煤矿开采工作中，顶板意外掉落造成的人员伤亡、机械损坏并停止开采工作的事故。顶板事故的频发会给煤矿企业带来沉重的打击。本文通过分析煤矿企业中常见煤矿顶板事故分类及其特点，对煤矿顶板事故的防控防范措施进行了分析。
关键词：煤矿顶板事故；发生原因；解决措施
引言
当前我国很多煤矿所开采的浅部资源已经殆尽，进入到深部开采已经成为必然趋势，在深部开采过程中，不仅带来了开采成本的增加，带来的安全事故发生的概率相对于先前也有了明显的提升，特别是顶板事故出现的概率相对于先前提升明显。因此，对煤矿顶板事故的原因及安全管理进行分析有着较为重要的意义。
1 煤矿顶板事故发生的主要原因
1.1 自然因素
第一，岩层特性和结构特点。如果岩石的质地比较坚硬，在外力的作用下就不容易产生形变与破碎问题，在对巷道进行挖掘期间也不容易产生冒顶问题。第二，采掘深度。在采掘的深度不断提升的情况下，导致巷道导致巷道上覆岩层的负荷也在不断提升，构成较高的支护应力，进而提升了巷道形变和损害的几率，并且部分区域因为地温的提高会将围岩的性质改变。第三，煤层的倾斜角度。因为在倾角上存在一定差异因此巷道的损害模式也会有所不同，倾斜和水平形式的煤层巷道大都会产生顶板冒落或沉降的问题；而存在急倾斜的巷道大都会产生底板陷落、鼓棒等问题。第四，地质结构条件。破碎形式的地质区域中积存着大量松散的岩石块，极易在采掘期间垮塌出现冒顶问题。
1.2 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。题；而存在急倾斜的巷道大都会产生底板陷落、鼓棒等问题。第四，地质结构条件。破碎形式的地质区域中积存着大量松散的岩石块，极易在采掘期间垮塌出现冒顶问题。
1.3 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。
1.4 安全管理的影响
由于部分煤矿企业对地下作用的安全管理重视程度不足，不能够及时的进行安全检查，对于采矿场底板、顶板的具体情况和活动规律不够了解，都会导致煤矿顶板事故的频发。对于开采过程中的开采形式、开采角度以及开采范围等管理不够规范，也会导致顶板事故的发生。对于工作面顶板或巷道内的支架检查不够到位，针对损坏问题也没有针对性的措施，致使出现安全隐患。另外，煤矿的安全管理人员的管理意识差、管理能力不足等问题也会导致顶板事故的发生。
2 煤矿顶板事故的防控防范的主要措施
2.1 必须树牢安全发展理念，坚守安全红线
从思想上、制度上、行动上重视顶板管理工作。
顶板安全关乎广大矿工生命财产安全，各煤矿企业要深入贯彻习近平总书记关于安全生产重要论述和重要指示批示精神，始终将保障人民生命视为重中之重，真正践行“人民至上、生命至上”的执政思想，本着对人民生命财产安全负责，对生命敬畏的政治责任抓好煤矿安全生产工作，抓好顶板管理工作。对顶板管理制度存在的漏洞进行完善，用制度规范行动，用行动提高管理水平。
2.2 加大技术开发与引进力度，提高顶板管理水平和治理能力
重视采掘区域围岩地质力学探测与生产条件调查与评估工作。顶板管理的重点区域是采掘区域，其围岩地质力学、生产条件探测、调查与评估是煤矿开拓部署、巷道布置、支护设计的基础，也是日常顶板灾害隐患排查的基础。煤矿应在巷道掘进、维修和工作面布置前进行地质力学探测与评估，探测与评估应采用动态评估方法，覆盖巷道、工作面的全生命服务周期。采掘区域围岩地质力学探测与评估应了解清楚采掘区域煤岩层赋存状况、顶底板岩性及影响巷道、工作面施工、开采的地质构造、原岩应力、采动应力、四邻开采情况、上下层对照关系等情况，以及水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压等情况。可采取的手段有现场调查、围岩地应力测量、采动应力测量、围岩强度与结构观测等，为采掘空间的合理支护和维护提供基础数据。
2.3 开展顶板灾害危险区域实时预警和监测
针对当前煤矿企业面临的各种类型的顶板事故，全面做好对顶板灾害的提前预警工作非常关键。在具体实施中，技术人员可采取设置测站的方式对采掘区域内顶板支护体受力情况、顶板出现的离层情况及顶板范围内围岩变形情况进行全面的分析，充分考虑应力、位移及两者之间的变化情况，在达到了预警的数值时，及时发出警报。对顶板的预警，技术人员可通过监测来压步距、循环末阻力、支架初撑力等方面进行全面的测算。同时，对安全阀的开启率、初撑力合格率、支架保压概率等方面进行全面的分析研判，及时掌握支架工作状态，严防出现倒架事故，特别是对冒顶片帮事故等也需要严格防治。在对顶板灾害进行预警之前，可通过对锚索、锚杆受力状态进行检测，或者采取钻孔压力分析、顶板离层分析、两帮位移分析等方式，对钻孔应力的增长情况、支护体压力的增长情况等进行全面的分析，将巷道监测区域内应力出现的集中情况精准确定。在综合考虑两帮变形、顶板离层问题、支护体受力等极限数值的基础上，确定出预警的阈值，从而第一时间掌握巷道支护体的受力状态，精准掌握巷道围岩变形情况，从而精准实现对可能发生的顶板事故进行及时全面预警。
2.4 科学评价顶板危险性
想要有效提升煤炭采掘的整体成效，应该事先针对施工场地的实际情况进行充分考察，对于工作面中岩层的地质情况拥有充分的认识，同时结合各种因素对顶板的安全程度进行整体评估，明确划定出风险较高的范围，而后制定对应的防治方案，提升整体的工作成效。另外，采掘情况的了解包含煤岩的倾角、煤岩的厚度、煤岩的强度以及水文环境等，与此同时，还要针对岩体的物理力学性质开展专业化的测验，了解并把握住煤岩冲击倾斜方向的特征，可当做防治措施构建的参照。此外，还需要明确地面三维地震探测成果，并将其当做基础，针对工作面实施更加详细充分的地质考察，按照工作面的结构特征，分析是不是潜寸着不正常的情况，根据开采区域中的具体情况，来调节并完善掘进方案。同时，还能够利用数值模拟和理论分析的方式来预估矿山承受压力的程度，应力聚集不正常的区域与结构特征，分析各个区域中出现顶板事故的几率，按照几率的大小来采用不同程度的应对方案，最终有效提升开采工作的安全度。
结束语
在煤矿开采过程中，分析顶板岩性情况，了解顶板的变化是预防煤矿顶板事故发生的有效途径。在开采过程中应根据岩层的性质以及地质构造的不同而进行支护方式的合理选择，应用符合质量标准的材料进行支护，加强对管理人员安全意识的培养，提高对开采现场的管理力度，积极进行管理技术的优化与更新，有效降低煤矿顶板安全事故的发生率。
参考文献：
[1]关明.浅谈煤矿顶板管理的具体问题及对策[J].内蒙古煤炭经济，2019（22）：150.
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