浅析煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施

浅析煤矿采煤工作面顶板事故原因及其
防治措施
摘要：随着人们对煤矿工作安全性的关注度越来越高，煤矿在巷道掘进时使
用顶板支护技术已经是必然趋势。

使用顶板支护技术除了可以提升煤矿工作的安
全性之外，还可以提升开采工作的质量与效率，有助于提升煤矿单位的经济收益。

所以，煤矿单位应不断提升顶板支护技术，保证其可以顺利、安全运行。

本文对
煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施进行分析，以供参考。

关键词：煤矿采煤；顶板事故；防治措施
引言
随着社会的不断进步，人们越来越重视煤矿的安全。

虽然我国现在的煤矿开
采技术以及逐渐成熟，但是煤矿的开采工作依旧属于高危职业，特别是煤矿巷道
掘进工作，危险系数非常高。

所以为了提升煤矿开采安全性，必须做好顶板支护
工作，该工作可有效减少煤矿塌陷的现象，提升煤矿的稳定性以及安全性。

当前
我国的煤矿巷道掘进顶板支护技术以及趋于成熟，而且种类繁多，可以对应不同
情况选择不同的顶板支护方式，以此来提升煤矿掘进以及开采的安全性。

1采煤工作面顶板事故原因分析
通常情况下，顶板破碎严重是诱发顶板事故的重要原因之一。

由于液压支架
的支护面积有限，在顶板破碎时，液压支架难以对顶板进行很好的支承。

顶板破
碎的原因主要有两方面：a)液压支架的支护阻力过大，导致顶板被压坏；b)岩层
受到地质构造作用发生挤压而破碎，例如断层等。

在很多时候，顶板破碎严重非
常不利于工作面的安全开采。

2煤矿掘进巷道常用的顶板支护技术
2.1预留煤柱支护
在煤矿巷道掘进顶板支护技术中，预留煤柱支护是一种极为常见的支护方式，经常用于巷道的上下段。

预留煤柱支护的优点为操作简单，对工作人员的技术需
求不高，而且可以提升煤矿的排水能力，解决煤矿因为暴雨塌陷的问题，同时可
以提升年煤矿的通风效果，预防有害气体堆积在煤矿中，保障煤矿工人的人身安全。

2.2锚杆支护
锚杆支护基本由锚杆杆体、锚杆托板以及网所组成，直接和围岩接触的部分
为托板，可以给支护设备给予相应的预紧力，同时为围岩附近的结构提供受力安
全预警。

另外，托板还可以为附近的岩体给予支撑，可以有效预防因为巷道结构
变形而导致的安全问题。

锚杆的主要作用是提供整体结构所需的支撑力，是本结
构中重要的组成部门。

网的主要作用为防止岩体中的碎石脱落，帮助围岩内的细
小结构给予支持。

3煤矿顶板灾害的防控技术
3.1加强前期对地质构造的调研和分析
在开展正式的煤矿开采工作之前，对于矿区地质结构的考察和探测，验证煤
层顶板以及底板当中是否存在岩层性质变化的情况具有重要意义。

对于煤层构造
问题的探析，需要对实际可能造成煤矿顶板事故的干扰因素进行分析，同时要在
施工采掘工作的图纸当中将岩层性质发生改变的范围进行具体的标注，此外也要
在实际的煤矿采掘工作进行当中，结合具体的工作情况进行适当调整，并制定相
应的对策方案来对采掘工作中遇到的难题进行解决处理，保证煤矿开采作业的科
学进行
3.2危险区域监测预警
对于测试分析结果中风险程度较高的部分，对于该部分区域中围堰是否发生
形变问题的监测，可以通过布置专门的对应检测站点的方式来进行实时的监控，
同时对该区域内支护的受力情况以及顶板的状态进行分析，如果其中存在一定的
应力改变和位移情况，要进行综合性的分析和评估，进而得出该区域内发生煤矿
顶板事故的可能性，设定出合理的安全数值范围，并在达到危险数值时自动发出
报警信号，给予相关人员快速反应的时间，做好应对事故发生的各项准备工作。

报警信号一经发出，就需要借助检测支架的工作助理来对初撑力以及循环末阻力
和来压步距进行科学的测定。

通过系统的核算，得出支架维护压力的具体几率、
安全阀启动的几率等。

对于支护工作的实际情况进行分析判定，有助于对事故防
治措施方案进行及时的调整，以此来实现降低安全事故发生可能性的目的。

4顶板事故防治措施
4.1加强工作面地质勘探
在回采期间，工作面穿过地质构造区域时很容易发生顶板事故。

为此，需要
加强工作面地质勘探。

在采用地震勘探法时，只能勘探到大型地质构造，例如落
差2m以上的断层，而小型地质构造并不能勘探到。

针对这种情况，应该采用物
探方法获得工作面所在区域的地质构造分布情况。

目前，可以使用的物探方法主
要有瞬变电磁法和无线电坑透法。

在获得这些区域的地质构造分布情况后，针对
这些区域采取合适的安全措施，保证工作面安全通过。

考虑到物探数据解释的多
样性，为了提高勘探的有效性，可以采用钻探的方法对异常区域进行勘探，查明
具体的情况。

4.2合理地控制移架速度
通常情况下，液压支架是成组移动的，移动的距离与采煤机的进尺有关。

当
移动的速度较快时，会造成顶板的压力急剧增加。

为此，需要合理地控制液压支
架的移架速度。

在顶板比较稳定的区域，每组液压支架的数量可以适当地多一些；在顶板比较破碎的地质构造区域，应该适当减少每组液压支架的数量，进而减少
移架对工作面顶板的扰动。

4.3地质构造区域支护设计
根据断层对掘进工作面的顶板影响，工作面顶板支护采取架棚支护的方式，
采取11#工字钢用于支架制作，对棚的棚间距应为1m、单棚为0.8m，将金属网铺
设在墁顶位置而且加以精准连接。

如因为巷道卧底而引发巷道过高的话，则需要
设置1~2排的撑帮柱，由此能为两帮的稳定性与安全性提供保障，防止出现折帮
问题。

距异常区、疑似断层前30m开始测K1值和可解析瓦斯含量，每推进20m
测一次，综采二队需在此期间每天向地测科汇报回采里程，待地测科确定已采过
1#疑似断层30m后，方可恢复正规循环测定K1值和可解析瓦斯含量。

4.4顶板断裂管理措施
第一，顶板破碎严重时，对该区域顶板进行注浆管理。

第二，顶板有坠包、
破网时，必须及时处理并进行补联网。

第三，根据煤矿灾害事故的特点，以及工
作人员分布情况，可移动式救生舱尽量布置在采煤工作面以及掘进工作面附近
（约500m左右），不对采掘工序造成干扰，不受采场压力影响，不干扰瓦斯抽采、煤壁注水、黄泥灌浆等作业，布置于巷道旁或联络眼内。

并根据采掘工作面
人数确定舱救生舱的数量。

第四，现场加强施工质量管理，对钻孔质量进行检查，包括钻孔深度，间排距等。

第五，采动过程中对于局部应力监测预警区、钻检超
标区，微震活动异常区等进行补充卸压。

结束语
对于煤矿顶板危害事故的深入研究，掌握了解其事故原因类型，对顶板岩性
情况的深入研究以及分析顶板的变化，对于预防消除煤矿顶板危害事故都具有积
极的作用和意义。

预防采煤工作面的顶板事故对于煤矿安全开采具有十分重要的
意义。

工作面顶板事故的危害主要有造成人员伤亡、影响开采的效率以及造成设
备损坏。

顶板事故发生的原因主要有顶板破碎严重、支护不当、安全检查不到位
和液压支架移架不当等。

可以采用的防治措施有加强工作面地质勘探、实时调整
支护参数、合理地控制移架速度和做好采空区顶板管理。

希望此次研究可以为顶
板事故的防治提供一些参考。

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作者简介：邢伟，1978.12-，男，汉，河南郑州人，2016年9月毕业于河南理工大学（院校），采矿工程专业，本科学历，工程师职称；现在郑州煤炭工业（集团）芦沟煤矿一六井，从事煤矿生产技术工作。