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(kāi)采力度的加大，我國(guó)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(guò)程中涉及到很多安全問(wèn)題，稍有不慎則會(huì)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(guò)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(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中常見(jiàn)的安全事故之一，對(duì)于開(kāi)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(kāi)采過(guò)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(duì)此展開(kāi)研究，從類型和原因分析出發(fā)，探索如何針對(duì)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(lái)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(guó)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(gè)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(kāi)工之前應(yīng)當(dāng)對(duì)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(shí)做好預(yù)防措施，下面就對(duì)頂板事故的類型進(jìn)行分析：第一種，局部冒頂事故；煤礦開(kāi)采過(guò)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(kāi)采層的深度以及開(kāi)采過(guò)程中涉及到的寬度等，利用適合的開(kāi)采動(dòng)力形成內(nèi)應(yīng)，進(jìn)而深入壁前方，但是如果內(nèi)應(yīng)過(guò)大的情況下就會(huì)出現(xiàn)冒頂事故。這種事故發(fā)生與老頂來(lái)壓息息相關(guān)，尤其是在復(fù)合頂板開(kāi)裂的地方，再加上老頂來(lái)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(wú)非就是壓力超過(guò)了所能承受的范圍導(dǎo)致，頂板受力過(guò)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(guò)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^(guò)大，由于頂板來(lái)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(dòng)力也有老頂斷裂過(guò)程中產(chǎn)生沖擊力而對(duì)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(guò)程中，不同的工程所處的地質(zhì)條件也不同，因而會(huì)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(kāi)的，下面則從兩個(gè)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(shí)又沒(méi)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(kāi)采過(guò)程中對(duì)巖漿入侵的規(guī)律和特征沒(méi)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(huì)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(huì)使巖層和煤層斷開(kāi)，從而出現(xiàn)位移導(dǎo)致巖層的完整性遭到破壞，斷層會(huì)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(kāi)采工程施工過(guò)程中對(duì)于巖層的破壞力度還是不小的，有時(shí)候過(guò)度的開(kāi)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(huì)對(duì)巖層內(nèi)部造成一定的壓力，一旦超過(guò)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(jiàn)，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(duì)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(duì)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(gè)方面著手：

3.1宏觀方面

第一，加強(qiáng)地址條件前期檢測(cè)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(kāi)采之前需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，從根本上去考察該地煤礦開(kāi)采可能帶來(lái)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(kāi)采地質(zhì)檢測(cè)部門和專業(yè)的人員，在施工之前進(jìn)行專業(yè)的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，對(duì)于檢測(cè)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(lái)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(jiǎng)懲力度。通過(guò)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(cè)和預(yù)防的，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)于地質(zhì)監(jiān)測(cè)人員施行嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲制度，用嚴(yán)格化的制度來(lái)約束他們的監(jiān)測(cè)行為，對(duì)于檢測(cè)能力不合格、態(tài)度不認(rèn)真、不能及時(shí)上報(bào)檢測(cè)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(kāi)除。而對(duì)于態(tài)度認(rèn)真、能力強(qiáng)的地址勘測(cè)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(lái)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(duì)構(gòu)造帶的特殊支護(hù)，對(duì)于煤礦開(kāi)采來(lái)說(shuō)，地質(zhì)條件本身就比較復(fù)雜，因此對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造要在開(kāi)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(kāi)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(shí)在安裝完支架之后必須要求現(xiàn)場(chǎng)工作人員要在開(kāi)采過(guò)程中躲避支架，同時(shí)做好自身的安全保護(hù)措施。下圖是一種煤炭開(kāi)采的液壓支架支護(hù)設(shè)備（圖2）。本支架安裝固定簡(jiǎn)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(dòng)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(shí)的安全隱患。對(duì)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(shí)對(duì)于過(guò)程中地質(zhì)條件的變化也要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。最重要的還是施工之前的調(diào)查和分析，對(duì)于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造進(jìn)行研究，預(yù)測(cè)在后期施工過(guò)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(duì)于方案的制定要結(jié)合同類地質(zhì)條件煤礦開(kāi)采過(guò)程中的頂板事故發(fā)生案例，力求實(shí)用、準(zhǔn)確。第三，對(duì)于煤礦采礦工程的施工進(jìn)度要進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于不同巖層的變化要進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測(cè)與記錄，對(duì)于頂板的壓力變化也要進(jìn)行時(shí)刻注意，一旦預(yù)測(cè)到超標(biāo)就要及時(shí)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(qǐng)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(duì)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(guò)專業(yè)的人員考察來(lái)避開(kāi)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(duì)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(kāi)采工作帶來(lái)了一定的壓力。在大力開(kāi)采過(guò)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(duì)此展開(kāi)了研究，對(duì)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(duì)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(lái)的損失，希望這些拙見(jiàn)能給相關(guān)研究和煤礦開(kāi)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(guó)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