2023年《安全管理》之煤矿生产中顶板事故的成因与管理措施.docx

煤矿生产中顶板事故的成因与管理措施      矿山平安生产管理的重点和难点是井下的采掘顶帮的平安管理工作，据多年统计，在煤矿的各种自然灾害中，顶板事故造成的人员伤亡几乎占井下所有事故死亡人数的40%左右。这类事故小至个别岩块掉落，大至工作面大冒顶，顶板事故的频频发生已经引起人们的广泛关注。如何消除顶板的不平安状态是我们关注一个主要课题之一。     一、顶板事故常发生的地点及原因     从顶板事故发生的地点看，采煤工作面在靠近煤壁无支护空间易发生冒顶，移机头机尾及替换支护采场两端及回柱放顶时，放顶线附近易发生冒顶。巷道顶板事故一般多发生在掘进头泥巷道交叉口，此外，在地质构造破坏带附近，也容易发生冒顶事故。     1、靠近煤壁附近：由于原生裂隙、构造以及采动等原因，在一些煤层的直接顶中，存在多组相交裂隙，易形成具有“人字劈〞、“升斗劈〞等游离岩块的镶嵌星顶板；如果支护不及时或放炮等原因崩倒支架，容易造成冒顶事故；当老顶来压时，煤帮附近直接顶可能破碎，如果煤层本身又因强度低而片帮，从而扩大了无支护空间，也回造成冒顶事故。     2、工作面两端机头机尾处：采煤生产过程中经常要进行机头机尾的移置工作，就在撤除老支柱支设新支柱时，已经断裂的顶板可能进一步松动冒落。在与回采工作面相连的一段巷道中，由于巷道支架的初撑力一般都很小，很难控制直接顶的下沉、松动甚至破碎，当直接顶是薄弱岩层时更是这样，随着回采工作面的推进，要拆掉原巷道支架的一个棚腿，换用抬棚支撑棚梁，在这一拆一支之间，破碎顶板可能冒落。     3、在放顶线附近，顶板在长时间的下沉过程中，形成的裂隙切割顶板形成大块游离岩块，回柱后游离岩块就会旋转。如果支架稳定性缺乏，就有被推倒的可能，尤其在放回柱回拆最后一根柱子时，往往柱子一倒下，顶板就冒落，如果回柱工人来不及退到平安地点就可能造成顶板事故。     4、在巷道掘进工作面，掘进破岩后，顶部存在与岩体失去联系的岩块，如果支护不及时。该岩块可能与岩体完全失去联系而造成冒落，或者掘进工作面附近已支护局部的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块，一旦支护失效，就会冒落造成事故。     5、巷道交岔点的施工方法多采用在原巷道测开帮的方法，这种方法需要设放大棚子、抬棚等替换原来巷道的棚子，如果开帮处巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设的抬棚强度不够，或者稳定性不够就会造成冒顶事故。     6、顶板破碎带附近的作业地点：顶板的维护特别的困难。断层带经常含有断层泥，遇水极易软化坍塌，断层上盘和下盘的矿体节理裂隙也极为发育、构造节理面纵横交错，且节理面内多有泥质充填，稳固性较差，造成围岩破碎、稳定性差，这种矿岩条件直接制约着采掘顶板的平安管理。另外破碎岩体给顶帮管理带来的限制，首先，这种岩体极易受爆破震动的影响发生微观结构上的破坏，使岩体发生变化，当结构面上的滑移超过其位移的极限值时，岩体结构解体崩溃，往往无明显变形而突然冒落。其次，采掘工程在这种岩体中施工时，由于岩体的抗拉强度较小，顶板自撑拱形之内的岩体重量就变成了岩体的抗拉强度，在一定的暴露面积和一定的时间内，当顶板承受的拉应力（岩体的自身重量）超过岩体本身的抗拉强度时，便使顶板在拱顶范围内的岩石发生冒落。因此这种矿岩条件给顶帮的平安管理工作带来了极大的难度。     二、顶板平安管理的措施     针对以上冒顶事故发生的原因，我们可以采取以下相应的措施，减少事故的发生，保证平安正常的生产。     1、建立完善的管理制度：     ⑴．采取学习培训：整理近年来发生的各类顶板事故和先进管理经验汇编成学习手册，下发到各基层队组及外包队进行学习讨论，同时采取现场实地考试的方式，考试合格人员方可上岗作业。     ⑵．实施动态控制：制定详细的工程标准，对巷道的支护方式，支护材料的规格，顶板的管理方式，辅助设备的配备，等等都要做详细的规定。在现场操作过程中，严格执行顶板管理质量、监测、事故责任制度，加大顶板动态控制，强化掘进队组支护质量，发现质量不达标的队组坚决停止作业。     2、改善采煤方法：平安上可靠，技术上先进，经济上合理是应用采矿方法的三个必要的条件，但首要的因素就是平安上可靠，如果平安上不可靠，其他条件再好也经不住历史的考验，不能成为采矿生产的好方法。减小空顶的跨度，使顶板暴露跨度缩小，暴露面积的缩小，拱顶内岩石重量随之减少，增加了岩体的稳定，顶板的冒落现象就会明显的减少，使顶板的平安管理有了进一步的改善。     3、采用合理的施工工艺，减少对顶板的破坏     采掘工程顶板的跨度暴露在巷道规格的范围内，如果不采用合理的施工工艺和爆破参数，也会加剧对顶板的破坏或增大暴露面积，不利于顶板的平安管理。合理的施工工艺和爆破参数，能够减少对顶板的爆破震动和破坏，从而到达顶板平安管理的目的。为此，合理布置采掘工程和施工循序。比方，断层构造带与矿体走向根本一直，施工工程沿着构造方向布置，那么顶板受构造控制就难以形成设计的轮廓，并且将构造直接暴露出来，在顶板形成大的构造及断裂面，不利于顶板的平安管理；与构造方向垂直布置工程，暴露构造较小，便于顶板的平安管理。因此布置工程特别是采矿工程时，应尽量与构造面垂直布置。     4、预防为主，强化对顶帮的支护，对于顶板岩石比较破碎，必须采用严格的支护，对顶板的支护形式多种多样，最根本的目的是保证顶板岩石不塌落。