采煤工作面顶板事故的控制

卢小维

（西山煤电股份公司西铭矿，山西 太原 030052）

根据相关调查研究可以看出，大部分煤矿安全事故是由于工作面的顶板事故所引起的，因而采煤工作面顶板安全事故已经逐渐成为煤矿企业非常重视的一类生产安全事故。由于工作面顶板事故所造成的损失往往比较巨大，既会对煤矿企业带来无法挽回的损失，同时还会在社会上带来恶劣的影响，所以，在煤矿开采工作时，相关人员应当致力于控制采煤工作面的顶板安全，从根本上避免事故的发生，只有这样才能确保煤矿企业稳定、和谐发展。

1 采煤工作面顶板事故的主要类型

采煤工作面顶板事故主要可以划分为以下几种类型。

1）推垮型冒顶事故。通常在煤矿生产过程中工作面开采的初期经常会发生这一类型的顶板事故，推垮型冒顶事故是煤矿企业对工作面顶板事故预防工作的重点。

2）压垮型冒顶事故。老顶初次来压或周期来压时经常会导致压垮型冒顶事故，这类采煤工作面顶板事故的特点是发生率相对较小，但是造成的危害是不容忽视的。

3）为漏垮型冒顶事故。在采煤工作面破碎顶板中经常会发生这一类事故，在预防的时候要采取有效的顶板控制技术。

4）冲垮型冒顶事故。由于在坚硬的岩层中具备较大的采空区悬顶，当巨石沿着通道倾斜的滑向煤壁时便会对支架和特殊支架带来侵害，继而引发顶板事故。

5）局部岩块冒顶事故。局部岩块冒顶事故容易对人造成伤害，同时发生之前并非会有任何明显的预兆，因而如何控制这类采煤工作面顶板事故是工作的重点及难点。

2 采煤工作面顶板事故的预兆

在工作面不断推进的过程中增加了顶板的暴露面积，必须要尽快的支护工作空间并处理采空区域，以保障工作面的安全和回采工作的顺利展开，其中工作空间包括采煤机械运行、运煤、运料、行人及通风等。应当注意每个细节问题，以避免事故的发生，通常情况下在发生顶板事故前主要有以下先兆。

1）会出现响声，在岩层下沉断裂以及顶板压力急剧增大的时候，支架会产生很大的声响，这种响声就是顶板安全事故发生的先兆。

2）掉渣，裂缝和碎块会在顶板岩石中出现，受到震动后会发生掉渣的现象。

3）片帮，在冒顶前会在煤壁上形成应力集中，使煤层变得松软，由此使得片帮煤的增多。

4）漏顶的现象，在出现大面积的冒顶之前，碎的伪顶或直接顶会出现漏顶［1］。

这些均是发生事故的先兆，应当及时的予以处理。在采煤工作面顶板事故控制的过程中应对这些先兆充分的了解，积累足够的经验，以便有效避免采煤工作面顶板安全事故的发生，促使煤矿开采工作有条不紊的进行。

3 采煤工作面顶板事故的发生机理

在煤矿开采的过程中，直接顶对采煤工作面的空间影响较大，顶板具有中等稳定的性质，但顶板的稳定性是由节理裂隙的发育程度决定的，由于煤层松软及工作面循环的不正规，这便会引发顶板破碎的现象，再加上顶板破碎导致的液压支架前梁空隙漏出，进而造成直接顶断裂下沉到采面，这就是冒顶发生的基本原理。节理裂隙主要分为原生裂隙、构造裂隙和地压裂隙三种。其中，对顶板控制影响较大的因素为地压裂隙和构造裂隙，地压裂隙的形成原因为煤壁前强大的支撑压力作用在直接顶上，这种裂隙与工作面平行，会影响液压支架的稳定性，在煤矿开采过程中，工作面承受大量的基本顶和上覆压力。而构造运动是形成结构断裂的主要因素，结构断裂的发生经常会贯穿在整个岩层，由于地下水的作用会将其他物质带进来，进而减弱了水平面表面之间的粘附力，如果这种裂隙在直接顶上发生就会没有任何前兆的发生冒顶事故。如果在移架的过程中反复支撑和卸载顶板就有可能引起顶板的破碎，在支撑顶梁不能与顶扳形成接触面的情况下顶板破碎的程度更加严重，进而导致冒顶事故的发生。

4 采煤工作面顶板事故的控制措施

由上述可知，采煤工作面顶板安全事故大体上分为五个类型，即推垮型冒顶事故、漏垮型冒顶事故、压垮型冒顶事故、局部岩块冒顶事故以及冲垮型冒顶事故［2］。其中，采煤初期发生频率最高的为推垮型冒顶事故，而发生概率最低的为压垮型冒顶事故，其中漏垮型冒顶事故、冲垮型冒顶事故、局部岩块冒顶事故是需要重点加以防范的，在采煤工作面顶板事故控制的过程中可以从以下几个方面着手进行。

1）要加强矿井地质工作，在充分研究与分析开采煤层顶底板条件的基础上做好预测预报工作。

2）要采取合理的顶板控制技术来解决小型构造发育的采面问题。

3）对于煤矿安全规程及相关的作业规程和技术措施的编制、审批、贯彻工作，煤矿企业要引起足够的重视，通过深入的调查研究来谨慎的对待并认真贯彻执行相关规程。

在对井下的第一手资料进行调查和分析的同时，根据开采技术条件的不同来对相关的规程和措施予以改进与完善。

4.1 采煤工作面初采时的顶板控制措施

对于采高大于开切眼高度的情况，在扩巷的时候就应当从开切眼一端开始进行。将悬臂梁支护应用在单体支柱工作面上，对于顶板稳定情况下开切眼支护的情况，首先将中柱打在原棚梁下，然后将煤壁侧的棚腿撤掉，在将一排金属顶梁架设在拉线打柱后进行回采。当工作面的顶板发生破碎的现象时，就需要架设一梁三柱的抬棚，在将煤壁侧帮的棚腿撤掉后开始进行回采。在初采工作面时应当将开切眼刷大，根据顶板的具体情况，可以将开切眼支护采用与工作面推进方向一致的锚杆加铺顶网支护［3］。

4.2 采煤工作面过旧巷的控制措施

由于长时间的使用以及工作面承受了超前压力，增加了折梁断柱的数量，引起的顶板破碎现象容易发生冒顶。因此，应当加快工作面过旧巷时的速度，以便于减少顶板的压力。为了将空顶时间和空顶面积减少应边采边支护。在综采工作面过旧巷时，可以首先采用液压支架的前探梁将棚梁端头托住，然后再逐渐的将拉架前移，如果顶板出现不稳定的情况，可以将上抬梁倾斜的放在前探梁上，这样可以利用上抬梁空巷的棚粱前进，达到预期的控制效果。

4.3 采煤工作面收尾时控制冒顶的安全措施

为了保证行人和运料的畅通性，可以在开采到停采线时留出最小的控顶距。为了保证退路的畅通应当用木垛保护好上下安全出口。采用从采空区向煤壁和从底部到顶部的回柱次序，如果有中间巷的工作面煤层倾角较小，可以采用两头向中间的顺序进行回柱，在回柱时要注意顶板的情况。对于采空区内的支架回收工作，要做到全方位的清洁，如果采用的是从上到下的回柱方法，为了避免岩石垮落而导致事故的发生，应密切注意顶板的情况。

5 结语

随着现代化采煤技术的不断提高，相当多的煤矿企业相继制定了一系列的安全管理章程，采煤工作面所引起的安全事故逐渐有减少的趋势，但是如何预防这些事故的发生仍然是采煤安全工作中的重点。所以，煤矿企业的管理人员应高度重视采煤工作面顶板事故的预防工作，通过大量的经验找到切实有效的控制措施，对采煤工作面进行科学管理，预防安全事故的发生，保障生命和财产不受损失。

［1］ 程双明.采煤工作面顶板事故及顶板管理的探讨［J］.企业技术开发（学术版），2012，31（11）：117－119.

［2］ 郭志勇，高春生，纪永刚.煤矿井下采煤工作面顶板事故预防措施探析［J］.中国科技纵横，2012（6）：143－145.

［3］ 马志虎.浅谈井下采煤工作面顶板事故措施［J］.科技资讯，2013，7（15）：36－38.