关键词 掘进工作面；顶板事故；防治措施
引 言
煤矿进行掘进工作过程中，不加以注意很容易发生事故和人员伤亡，因此做好事故预防和控制尤为重要。分析总结巷道掘进工作面中发生冒顶事故的原因和类型，提高对事故的认识，能够更好地对一些潜在的安全隐患进行预防和改进。基于此，本文通过分析煤矿掘进工作面顶板事故的原因和防治措施，为高效开采煤矿资源、减少安全事故提供保障。
1煤矿掘进冒顶事故问题的简单介绍
煤矿开采工作者在矿井下开采的过程中，随着开采深度的增加，一些岩层可能会受到影响，更甚至会遇到新揭露的断层。此时，井下的顶板可能会有一定程度的变形、破坏或出现裂缝。相关技术人员若不积极采取有效的防治措施，极易发生冒顶事故，使得煤矿工人生命财产安全受到巨大威胁，造成巨大的经济损失。
2冒顶事故的类型及特点
2.1顶板规则冒落
顶板规则冒落是一种常见的冒顶事故，发生事故后的冒落面比较规整、圆滑。其一般形状如图1所示。从图1中可以看出这是一个呈扁椭圆的形状，冒落高度在0.4～4m范围内，冒落角在60°～70°之间。
冒落地点也有一定的特殊性，如果操作面是在松软岩层中的，或者是在泥岩、砂质页岩中，则有可能发生冒落。因为在这些类型的地质条件中，具有分层能力弱、强度低的特点，当操作进行到这类顶板岩层时，会在巷道迎头空顶或放炮震动时引起冒落。
2.2顶板不规则冒落
由顶板不规则冒落形成的冒落形状多种多样。有破坏带冒落，抽条冒落，三角形冒落，梯形冒落三角形等。断层等构造破碎带，是时常发生安全事故的地方，顶板不规则冒落经常在此处发生。当巷道掘至该地段时，由于断层带已破碎，稳定性很差，一旦揭露又不及时支护或支护不利，则会很容易出现此类事故。另外，在一些断层的裂隙中和各种巷道交岔点处，也很容易形成危险的冒落区。
3掘进工作面冒顶原因
1)违章作业是引起冒顶事故的直接原因。根据不同的煤层地质条件，精心准备和实施操作程序是防治控制冒顶事故的重要措施。地质条件不同，采矿方法及工艺、安全措施、通风方法、支护方法是不同的。工作面支护不符合规定等违章作业是引起冒顶事故的直接原因。
2)大型冒顶是由覆岩或围岩对锚固体施加过大压力造成的，托盘损坏、锚固体参数选择不合理、锚杆抗拉强度或抗剪强度太小导致围岩破碎岩体松动而出现冒顶现象。
3)漏垮型冒顶是因锚杆没有起到应有的支护效果，覆岩存在较大的离散岩块而发生的顶板冒落事故。
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4 掘进工作面片帮冒顶控制技术
4.1合理选择掘进及工作面临时支护方式
迎头机械化掘进过程中，要根据顶板岩石特性选择合理的空顶距及临时支护方式，以两淮煤炭基地为例，通常顶板破碎期间，空顶距不得超过1m，顶板岩石稳定，空顶距离通常控制在2.0m-2.4m区间为最佳。临时支护方面要根据掘进工作面具体选择的掘进工艺进行选择，原则上不得进行空顶作业。正常掘进过程中，每天要对工作面顶板巷道进行岩石特性进行探查一次，以确保及时了解当前及前方巷道的顶板特性，根据岩石特性及时优化掘进工艺及支护方式。
4.2优化工作面顶板支护
良好的支护状态能有效的控制顶板，减少冒顶事故发生。顶板破坏程度最明显变化的区间是支护强度在100～150kN/㎡，低于此强度时，顶板破坏程度急剧增加，高于此强度时，对顶板破坏程度的影响慢慢变小，但是增加了成本，得不偿失；所以最优的支护强度范围在100～150kN/㎡，大幅度减小顶板破坏程度，工作面冒顶片帮事故发生概率就随之降低。在初次掘进井下工作面时，回撤通道易发生塌陷或变形。因此，在选择支护材料时，要考虑材料的刚性与韧性的比例，并采取最优结构进行搭建，做好围岩减压工作，使通道的塌陷与变形问题得到有效地缓解和避免，保持完整的通道空间。
4.3强化巷道掘进监督力度
巷道掘进时，矿工们可以根据实际情况选择最合适的掘进方法，一般没有什么异常，围岩硬度不大可以采用光面机械化掘进，这种方法对巷道岩石的稳定没有太大影响，并且能够在最短的时间内形成矿井巷道，效率较高，安全性较强。开采过程中地质情况发生一定程度的变化，矿工们必须及时采取有效措施，确保人员的安全。如果正面遇到的地质结构更加不利，相关技术人员必须立即反应，采取防止顶板掉落的措施。为确保煤矿安全开采，有关部门必须加强监督，保障掘进工作的顺利开展。
4.4加强对已施工巷道围岩变化规律的检测
巷道掘进支护后，要根据巷道顶板岩石特性选择性进行顶板围岩监控，对于顶板的监控的手段主要是安装顶板离层仪及多点位移计，掘进工作面顶板完整时较顶板破碎时顶板离层仪安装间距要短，断层及围岩破碎带、应力集中区（交岔点、临近采空区等）、顶板淋水区、裂隙发育区、巷道穿层托顶煤（锚杆或锚索生根位置）施工段、大断面（跨度）巷道或硐室（净宽大于7m，不包括各类巷帮钻场）等特殊复杂地段必须及时安装顶板离层仪，安装后的离层仪要时常进行观测，统计巷道顶板离层数据分析、总结，并针对变化异常区域及时采取预防措施。
结束语
掘进工作面冒顶会对后续巷道使用造成很大的困难，甚至造成停产，带来巨大的经济损失，甚至人员伤亡，已成为限制煤炭行业安全稳定发展的重大难题。鉴于此，本文总结和分析了掘进工作面冒顶事故的原因，提出了预防措施，研究成果对掘进工作面局部冒顶的治理及预防具有重要的参考价值。
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论文作者:李志祥
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期
论文发表时间:2020/3/4
标签：顶板论文; 工作面论文; 巷道论文; 事故论文; 煤矿论文; 围岩论文; 原因论文; 《科学与技术》2019年第17期论文;