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

唐中凯

大屯煤电公司徐庄煤矿  （徐州  沛县  221611）

摘要：近年来，我国社会对于煤矿资源的需求量不断增加，有效的推动了煤矿行业的进步和发展。煤矿开采主要是在地下环境中进行，导致其存在明显的不确定性，如果不能做好有效的安全防护措施，就会导致各种安全事故频繁出现，给煤矿现场的施工作业人员造成严重的威胁，同时也会给煤矿企业带来巨大的经济损失。在有关数据调查中显示，煤矿顶板事故所出现的次数非常多，可占整个煤矿安全事故的70%以上，这对于煤矿行业的稳定发展有着不良影响，因此必须要对煤矿采煤工作面顶板事故的产生原因进行分析并提出预防措施。

关键词：煤矿开采；顶板事故；原因分析；防治措施

引言

进入现代社会之后，各行各业都面临着转型，对于煤矿行业来说也是如此，传统的煤矿采煤技术在当前时代已经并不适用，所以必须要进一步提升煤矿采煤工作的自动化与机械化水平，为煤矿行业更好发展提供动力，然而在实际进行各种新技术的应用过程中可以发现，很多煤矿安全事故仍然存在，无法得到有效的解决，其中煤矿采煤工作面顶板事故出现的频率非常高，不利于煤矿采煤工作的顺利开展，因此我们必须要对其进行深入的分析，并提出有效的预防措施。

1采煤工作面顶板事故的危害分析

1.1断层因素

在煤矿采煤作业过程当中，如果工作面出现断层的问题，那么在进行面顶板施工时就会存在难度，这主要是因为断层出现之后，通常会出现断层淤泥，在水的影响之下，淤泥不断软化，再受到其他外力影响就会出现坍塌的问题，而且在断层地质条件之下，采矿工作的稳定性将无法保证，会给面顶板工作的顺利开展造成很大的影响。

1.2开采技术因素

煤矿采煤工作面顶板事故出现的原因之一是进行煤矿开采的过程中和巷道之间产生了联系，实际作业时巷道会受到单侧或双侧的扰动，而最开始受到的采矿扰动和受到多次采矿的扰动之下，会存在顶板应力聚集有差异的情况。并且在巷道中所使用的支护技术也会对顶板的作业安全产生不良影响。在巷道进行支护时使用的支护方式、材料、类型和模式不同，都会对顶板的作业产生不同的影响，这些都是开采过程中由于技术因素产生的问题。

1.3支护不当

导致煤矿开采中面顶板事故出现的一个主要诱因是工作面顶板支护不合理，通常情况下有效的支护可以使得顶板更加稳定，避免出现顶板事故。但是煤矿开采的作业环境非常复杂，岩层的情况多变，在进行支护时，如果没有考虑到其变化性，就会使得顶板事故发生，比如在工作面的端头位置支撑的压力比较大，而支护的刚度却不满足要求，就会使得冒顶事故出现。不仅如此，液压支架的支护如果设置的阻力不满足要求，也会导致顶板事故问题出现，一旦液压支架的阻力过大，就会导致顶板在其挤压之下出现大面积破损的情况，在对其进行移动时出现冒顶的问题，而液压支架的阻力较小时，很容易导致支架被压死，无法移动。

2浅析煤矿采煤工作面顶板事故原因的防治措施

2.1控制采煤机

在对煤矿采矿工作面进行施工时，我们首先需要使用的是采煤机对煤层进行切割，当前科学技术水平不断提升之后，机械设备的自动化能力已经具备，所以需要使用综合性的自动化设备进行相关操作，对于采煤机的运行参数进行优先设置，并根据煤层的实际情况做好运行参数的计算，保证数据参数的合理性。要想使采煤机正常稳定的运转，不出现相应的安全事故，则需要对煤层的开采速率进行有效控制，通常情况下煤层的开采速率要以煤层的实际使用为基础进行确定，可以保证采矿作业有效完成，同时也能保证后续的安全防护工作可以有效开展。综合性自动化采煤机械设备的应用需要使用记忆割煤技术，在应对复杂的工作面时，拥有较好的效果，利用该技术对工作面进行全面分析并制定相应的运行程序，这样可以让后续的采煤工作自动化的完成。采煤机械设备在作业的过程当中，会将煤层的数据进行动态实时的收集和储存，并及时调整相应的工作环节，如果遇到特殊的工作面还能够有针对性的对其进行处理，从而使得采煤机与工作面之间拥有良好的适应性和协调性。除此之外，利用后台监控设施，也可以对采煤机械设备的运行状态进行及时的掌握，利用远程控制的方式能够使得工作面的采矿作业更加顺利。

2.2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。

2.3加强环节管理

通过进行采煤工作面顶板管理能够保证采煤工作的顺利推进，并且在最大程度上保障人员和设备的安全。在进行采煤的过程中，采取的采煤工作面顶板管理措施主要从以下几个方面入手：第一，重视在开采过程中需要应用到的机电设备。在日常工作中重视对于机电设备的检修工作，发现异常应当及时处理，确保机电设备能够很好的发挥出作用，并且有较高的开采效率。第二，确保支架的支撑力能够达到相关标准，并且能够满足工作的要求，支架的良好性能能够有效减少顶板对煤壁的压力，进而减少顶板事故发生的可能性。第三，由于在采煤工作面顶板中应用液压支架时，会不可避免的对于支架进行移动，而在移动的过程中，液压支架会存在一定的不稳定情况，因此，应当对于采煤工作面的采高进行严格的控制，一旦出现偏移的情况，需要及时采取有效的措施进行调整，确保工作面顶板与支架之间有良好的连接性，能够始终保持贴合的状态。不同支架之前应当留有一定的距离，避免在应用过程中，支架之间互相挤压，难以发挥出应有的作用。

2.4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。

3结语

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。

参考文献

［1］于庆海，黄向永.煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治对策分析［J］.内蒙古煤炭经济，2021(22)：29-31.

［2］石宏宇.浅析煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施研究［J］.矿业装备，2021(4)：200-201.

［3］张体刚，惠凡光.研究煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施［J］.西部资源，2020(6)：181-183.

作者简介：

唐中凯，1984年5月出生，男，汉族，籍贯：江苏沛县，学历：本科，研究方向：采煤。