煤礦巷道頂板優(yōu)化管理措施探討

王瑞栓

(陽煤集團(tuán)寺家莊煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西陽泉045000)

0 引言

在煤礦開采作業(yè)中，重點工作是井下采掘工作面頂板的管理。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，頂板事故造成的人員傷亡數(shù)量幾乎占到了煤礦所有事故傷亡人數(shù)的50%左右，其對煤礦的正常生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。通過分析，頂板事故可能由于多方面原因造成，需要通過采取多項措施來全面提高頂板管理水平，杜絕頂板事故的發(fā)生。

1 煤礦巷道頂板事故發(fā)生地點及原因分析

在煤礦生產(chǎn)中，巷道頂板事故屬于人員傷亡比較大的一類事故，從事故發(fā)生的地點來看，這類事故通常容易發(fā)生在采煤工作面靠近煤壁無支護(hù)空間、工作面兩端機頭、機尾處、放頂線附近、巷道掘進(jìn)工作面、巷道交叉點以及頂板破碎帶附近。

1.1 煤壁附近采煤工作面無支護(hù)空間

由于受到煤層自身結(jié)構(gòu)裂縫及采集工作的影響，在部分煤層的直接頂中，存在較多的相交裂縫，容易形成游離巖塊，如果未及時對這部分巖塊采取有效的支護(hù)措施，就容易發(fā)生冒頂事故;當(dāng)老頂產(chǎn)生的壓力對煤幫附近的直接頂產(chǎn)生作用時，就容易導(dǎo)致直接頂發(fā)生破碎，如果煤層本身強度較低而發(fā)生片幫，就會造成冒頂事故。

1.2 工作面兩端機頭、機尾處

在回采作業(yè)的過程中需要經(jīng)常進(jìn)行機頭機尾的移置操作，在這個過程中，支架進(jìn)行移動時，已經(jīng)存在裂縫的頂板由于失去了有效的支撐，就可能進(jìn)一步地斷裂，發(fā)生松動冒落。另外，與回采工作面相連的一段巷道中，由于巷道支架的初始支撐力一般較小，對直接頂?shù)南鲁良八蓜忧闆r難以實現(xiàn)有效控制，隨著回采工作面的不斷推進(jìn)，需要不斷進(jìn)行支架的推移操作，在這個過程中，已經(jīng)發(fā)生破碎的直接頂可能發(fā)生冒落。

1.3 放頂線附近

頂板由于受到重力的影響，在長時間的煤礦開采作業(yè)過程中，容易形成較大的游離巖塊。如果支架的穩(wěn)定性不足，就可能受到游離巖塊的旋轉(zhuǎn)作用力而被推倒。尤其是在工作面支架拆除作業(yè)時，如果工人來不及退到安全地點，就可能因為頂板冒落而發(fā)生事故。

1.4 巷道掘進(jìn)工作面

在煤礦采取爆破作業(yè)過程中，頂部可能會存在大量破碎巖塊，這些巖塊與巖體失去聯(lián)系，如果不進(jìn)行及時支護(hù)，就可能發(fā)生冒落事故。另外，如果已支護(hù)部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊，由于巷道高度不夠，在進(jìn)行挑頂措施時，也容易發(fā)生冒落事故。

1.5 巷道交叉點

在進(jìn)行煤礦巷道交叉點施工時，通常采用在原巷道一側(cè)開幫的方法。如果開幫作業(yè)頂部存在破碎巖塊，就可能因為新開口的支護(hù)強度及周圍圍巖穩(wěn)定性不夠而導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生。

1.6 頂板破碎帶附近

煤礦巖體斷層帶中常常含有斷層泥，這種結(jié)構(gòu)遇水之后容易發(fā)生軟化，同時其上盤與下盤的巖體節(jié)理存在較多的縫隙，且縫隙中多為泥質(zhì)充填，整體穩(wěn)定性較差，容易導(dǎo)致巷道圍巖發(fā)生破碎，在這種條件下，煤礦巷道頂板的安全管理工作受到了較大的制約。這類破碎的巖體容易受到煤礦開采作業(yè)過程中的各類震動影響，導(dǎo)致巖體坍塌發(fā)生冒落。另外，在進(jìn)行巖體破碎施工中，由于巖體結(jié)構(gòu)的抗拉強度較小，頂板自撐拱形內(nèi)的抗拉強度也較小，如果其所承受的拉應(yīng)力超過抗拉強度時，就會導(dǎo)致頂板自撐拱形內(nèi)發(fā)生冒落事故。

2 頂板優(yōu)化管理措施

2.1 加強現(xiàn)場管理

1)加強技術(shù)規(guī)范與方案設(shè)計。根據(jù)煤礦礦井的現(xiàn)場地質(zhì)條件，工程技術(shù)人員需要對采礦區(qū)域及作業(yè)面進(jìn)行合理的設(shè)計，通過對相關(guān)資料進(jìn)行詳細(xì)查閱，設(shè)計出有利于巷道頂板管理的設(shè)計方案，比如在巷道掘進(jìn)過程中采用底板巖石大巷開拓方式，就能夠有效降低巷道掘進(jìn)過程中產(chǎn)生的震動，同時應(yīng)當(dāng)將巷道盡量設(shè)置在全巖中，并盡量減少交叉巷道，這樣能夠降低頂板管理的難度，從根本上降低頂板事故的發(fā)生幾率。另外，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的作業(yè)及施工規(guī)范進(jìn)行方案設(shè)計，避免因為設(shè)計參數(shù)的不規(guī)范而導(dǎo)致在作業(yè)及施工過程中發(fā)生頂板脫落事故。

2)規(guī)程的審批和學(xué)習(xí)。針對煤礦開采作業(yè)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)該有針對性地加強技術(shù)管理，這也是降低煤礦頂板事故的關(guān)鍵所在。在進(jìn)行作業(yè)規(guī)程編制的過程中，編制技術(shù)人員需要結(jié)合地質(zhì)資料對每個掘進(jìn)工作面進(jìn)行詳細(xì)編制，從而使規(guī)程能夠?qū)Σ傻V作業(yè)起到指導(dǎo)作用，保證生產(chǎn)安全。同時要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程的審批工作，要對規(guī)程中的內(nèi)容進(jìn)行分項審查，確保規(guī)程的有效性和合理性。在規(guī)程審批工作完成后，需要組織干部及職工認(rèn)真學(xué)習(xí)其中的內(nèi)容，且職工必須考核合格后才能上崗進(jìn)行采礦作業(yè)。

3)對初次來壓和周期來壓的管理。在煤礦開采作業(yè)過程中，初次來壓和周期來壓容易對頂板造成較大的瞬間壓力，導(dǎo)致發(fā)生冒頂事故。因此，在作業(yè)過程中，需要嚴(yán)格加強初次來壓和周期來壓的管理工作，預(yù)防冒頂事故的發(fā)生。技術(shù)人員應(yīng)該對來壓數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，掌握來壓的壓力及規(guī)律，從而提前采取強化支護(hù)措施，避免來壓時導(dǎo)致的頂板冒頂事故。

4)頂管事故多發(fā)地點的管理。在煤礦開采作業(yè)過程中對頂板事故多發(fā)地點的管理工作尤為重要，如果管理不善，這些位置極易發(fā)生冒頂事故。進(jìn)行回采作業(yè)時，需要對回采工作面采取有效的措施以保證采空區(qū)的冒落高度及懸頂距離?；夭晒ぷ髅娴某醮畏彭?、周期來壓、過斷層、過空巷等都必須采取專門的安全措施，從而全面提高采礦作業(yè)安全。

2.2 建立完善的頂板安全管理制度

除了加強對作業(yè)現(xiàn)場的管理以外，還需要結(jié)合煤礦地質(zhì)條件的實際及作業(yè)特點制定嚴(yán)格的頂板管理制度，并將其作為頂板管理工作的依據(jù)，從而保證在對頂板進(jìn)行管理的過程中有章可循、有法可依。在制度制定以后，頂板管理人員應(yīng)該嚴(yán)格按照制度中的規(guī)定對頂板進(jìn)行管理，這樣才能有效預(yù)防頂板事故的發(fā)生。

2.3 強化班組建設(shè)

班組是煤礦生產(chǎn)中的最基本單位，也是有效控制事故發(fā)生的基本環(huán)節(jié)。加強班組建設(shè)工作是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的核心。要想實現(xiàn)安全生產(chǎn)，關(guān)鍵問題就在于將各項工作以及相應(yīng)的作業(yè)規(guī)程、規(guī)章制度等落實到班組當(dāng)中，因為班組始終處于采礦作業(yè)的第一線，他們對實際采礦作業(yè)的情況最為熟悉，同時也直接決定了采礦作業(yè)的安全。因此，需要強化班組建設(shè)工作，通過對班組成員結(jié)構(gòu)的合理組織，以及對班組成員的安全教育，提高干部及工人的安全責(zé)任心及專業(yè)技術(shù)，使其能夠在作業(yè)過程中認(rèn)真開展每一項工作，從而實現(xiàn)對頂板的安全管理。另外，應(yīng)該建立完善的獎懲制度，對采煤作業(yè)過程中出現(xiàn)危害作業(yè)安全的情況應(yīng)將具體責(zé)任落實到個人，并對其進(jìn)行嚴(yán)厲的處分以及安全教育;對部分采煤作業(yè)中的安全模范人員應(yīng)進(jìn)行獎勵，以此來激勵所有作業(yè)人員，從而全面提高班組人員的安全責(zé)任心。

2.4 加強煤礦作業(yè)的監(jiān)督

煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)管部門應(yīng)該嚴(yán)格按照《煤礦安全管理條例》對煤礦的生產(chǎn)安全進(jìn)行監(jiān)督。對煤礦生產(chǎn)作業(yè)中的“三違”人員應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)肅查處，對預(yù)防重大頂板事故有功的人員進(jìn)行相應(yīng)獎勵。必須對事故相關(guān)人員進(jìn)行嚴(yán)肅查處，并從中吸取教訓(xùn)，制定有效的預(yù)防措施，杜絕同類事故的二次發(fā)生。

2.5 加強新技術(shù)的推廣工作

通過新技術(shù)的推廣，對于提高頂板管理的水平具有重要作用。經(jīng)過長期的實踐證明，利用單體液壓支柱工作面能夠比金屬摩擦點柱工作面具有更高的安全性;機采工作面比炮采工作面具有更高的安全性。通常情況下，每一次技術(shù)的改革都能夠使煤礦開采工作面的安全水平得到較大程度的提升。因此，通過新技術(shù)的推廣及應(yīng)用也是降低頂板事故的有效途徑之一。

3 結(jié)語

在煤礦開采作業(yè)過程中，頂板事故是其中發(fā)生幾率較高的一類事故，對煤礦生產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的威脅。為了實現(xiàn)對頂板的有效管理，保證煤礦生產(chǎn)安全，煤礦企業(yè)應(yīng)該在煤礦開采作業(yè)之前制定完善的技術(shù)方案，以此來引導(dǎo)開采工作的安全有序開展。同時要做好生產(chǎn)現(xiàn)場的管理工作，并加強職工安全教育，全面提高頂板管理水平。其中，職工作為煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)，應(yīng)該將職工安全教育作為重點環(huán)節(jié)進(jìn)行管理。另外，相關(guān)部門應(yīng)該對煤礦的生產(chǎn)安全進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，從而全方位保證頂板的安全管理，杜絕冒頂事故的發(fā)生，為煤礦的安全生產(chǎn)及發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

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