摘要：随着社会经济的发展以及工业化程度的提高，对煤炭需求量越来越大，使得煤矿采矿任务日益加重，其安全问题也日益突出，煤矿采矿过程中，除了由于基础设施薄弱，人员安全意识不高导致安全事故以外，对地质条件没有完全掌握也是导致安全事故的主要原因之一，因此对其进行分析具有重要意义。基于此，本文对煤矿采矿工程中地质条件引发的顶板事故及其措施进行分析讨论。
关键词：煤矿采矿工程；地质条件；顶板事故；措施
在煤矿开采过程中，有时会发生采掘工作面顶板伤亡事故，对煤矿安全产生造成极大危害。顶板事故产生的原因是多方面的，与矿山地质条件不清、生产技术管理、劳动组织管理、作业人员的安全意识等因素有关，其中采动使构造面“活化”，从而影响煤岩层顶板的稳定性和恶劣的地质条件是造成顶板事故的根源。
1顶板冒落机理
地下岩体在未采动以前，处于静止的动态平衡状态，当开掘巷道或进行回采时，原来应力平衡状态的岩体遭到破坏，引起岩体内应力重新分布，重新分布后的应力超过煤、岩的极限强度时，巷道和回采工作面周围的煤、岩层发生破坏。工作面出现顶板下沉、离层和裂隙等，如果支护不当，冒顶事故很易发生。
顶板下沉是由于顶板及上覆岩层重量引起的，顶板下沉的倾向是任何支护都不能完全阻止的。在一定条件下，回采工作面的顶板下沉量和支架的支撑力成反比，顶板下沉量和岩石性质有关系，厚层坚硬顶板的下沉量一般都比较小。
顶板出现裂隙，意味着顶板岩层在结构强度上丧失连续性而发生破坏和断裂。顶板裂隙分为原生裂隙和次生裂隙。单体支柱工作面顶板岩层大多被开采裂隙分隔为岩块，冒顶是岩块丧失力平衡的结果。
2煤矿采矿工程中地质条件引起的顶板事故及其原因分析
2.1煤矿地质构造引起的顶板事故分析
地质构造是指地质体存在的空间形式、状态及相互关系，是地壳运动所造成的岩石变形、变位等现象。地质构造的基本形态包括褶皱和断裂。
岩层的弯曲现象称为褶皱，岩层在构造运动作用下，改变了岩层的原始产状，形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性流动或滑动的结果，其构造中的基本单元弯曲称为褶曲。褶曲一般是水平挤压力或水平挤压剪切力作用形成，褶曲内部伴生一些小断层、裂隙、节理等小构造，造成局部煤岩层发生塑性变形，煤厚会产生急剧挤厚压薄现象，巷道支护环境遭到破坏。
岩层受力后发生变形，当作用力达到或超过岩层的强度极限时，岩层的连续完整性受到破坏，在岩层的一定部位和一定方向上产生断裂。如果断裂两盘的岩石已发生了明显的相对位移则称断层，接近断层时，煤岩层发生急剧变化，煤岩层和顶底板中裂隙显著增加，破坏了煤岩的连续性。在大断层的二侧伴生中小断层、裂隙、揉皱、挤压和破碎，常导致煤层厚度突增或压薄，特别是小断层密集范围，在顶底板岩层中产生了薄弱面，对顶板管理危害极大。
2.2地质条件引起顶板事故的原因分析
煤矿开采过程中，由于地下岩体在未采动以前，处于静止的动态平衡状态，当开掘巷道或进行回采时，原来应力平衡状态的岩体遭到破坏，引起岩体内应力重新分布，重新分布后的应力超过煤、岩的极限强度时，巷道和回采工作面周围的煤、岩层发生破坏。工作面出现顶板下沉、离层和裂隙等，如果支护不当，冒顶事故很易发生。顶板下沉是由于顶板及上覆岩层重量引起的，顶板下沉的倾向是任何支护都不能完全阻止的。在一定条件下，回采工作面的顶板下沉量和支架的支撑力成反比，顶板下沉量和岩石性质有关系，厚层坚硬顶板的下沉量一般都比较小。顶板出现裂隙，意味着顶板岩层在结构强度上丧失连续性而发生破坏和断裂。顶板裂隙分为原生裂隙和次生裂隙。单体支柱工作面顶板岩层大多被开采裂隙分隔为岩块，冒顶是岩块丧失力平衡的结果。
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3防治煤矿顶板事故对策
3.1提高煤矿顶板管理意识
新时期煤矿企业应充分认识到顶板管理的重要性，并将其上升到至关重要的地位。煤矿生产中应树立高度的顶板管理意识，具体落实在实际中可采取以下几种措施：首先，井下相关工作人员应对煤矿顶板基本情况有较为清晰的了解，严格遵守安全规范；其次，做好顶板矿压及运动规律的监测与分析；最后，施工前检查顶板状态，确保施工安全，具体落实到实际。
3.2掌握地质构造和顶底板特征，做好预测预报工作
必须认真研究工作对象的地质构造和顶底板特性，掌握其与顶板事故的内在联系，做好预测预报工作。一是认真编制工作面作业规程，针对工作的具体地质条件，制定详细的地质说明书和顶板管理措施；二是根据生产实际情况的变化，及时提出修改和补充措施；三是遇到地质条件特殊地段，如断层、褶曲、挤压带和顶板特别破碎地点，要采取与之相适应的特殊支护方式。
3.3认真编制工作面作业规程
结合实际情况，针对工作面的具体地质条件，制定详细的地质说明书和顶板管理措施，认真贯彻执行相关操作规程，并制定易于操作的实施细则，确保施工人员的安全，另外根据生产实际情况的变化，及时提出修改和补充措施，遇到地质条件特殊地段，如断层、褶曲、挤压带和顶板特别破碎地点，要采取与之相适应的特殊支护方式。施工前必须实行地质灾害评估制度，对于可能造成地质灾害隐患的地点保证相应的配套智力措施。
3.4科学制定回采顺序，改进采煤工艺，确保对顶板的有效控制
加强矿井地质工作，科学制定井巷施工和工作面回采顺序，不断改进采、掘工艺，找出适合本矿不同地质条件下的高效安全的采煤方法，确定一个合理的开采顺序，严格按照由里向外、自上而下的顺序组织开采，根据不同的地质条件选用不同的顶板管理方法，不同时期采用不同支护形式，严格控制各项技术指标，坚持执行各种规章制度和操作规程，做到科学顺利回采。
3.5强化现场管理及生产技术管理
对顶板的检查与处理，是一项经常性而又十分重要的工作。技术人员要观测摸索本矿区不同岩石岩移的规律。科学地掌握顶板情况，在构造带附近的井巷工程、掘进面迎头、采煤面上下出口、切眼口，顺槽三角区等地点，要制定与之相适应的有效防范措施，加强支护。管理人员要经常深入生产第一线，明确职责，及时发现、解决顶板问题。矿井要建立群查、群防、群治的顶板管理制度，使一线作业人员及时处理顶板问题。对排查的安全隐患，按照轻重缓急的原则，定项目，定人员，定措施，定时间及时进行整改。整改结束后，由主管负责人组织进行验收。并在隐患处理单上签字。
3.6加强监督管理
矿方各个相关部门要以严谨的态度做好煤矿生产组织、调度协调和指挥管理工作，切实认真对业务保安责任制进行有效的落实，部门干部更要放下身段，亲自进入生产现场进行观察，对生产过程的每个环节进行了解与监督，对生产过程中有可能出现的问题进行预测，在其出现的时候及时发现并解决，以防更大问题甚至是灾害的发生。
结束语
总而言之，造成顶板事故的原因有管理和操作方面的，而对于地质条件未被掌握的自然原因，只要通过对工作面地质条件的仔细调查和分析，并有针对性地采取措施，许多事故是可以避免的。
参考文献：
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[2]邰银记.浅谈如何加强采煤工作面顶板管理[J].煤矿现代化，2015，（1）：53.
[3]戴林超.我国煤矿顶板灾害事故安全分级评价及应用[J].矿业安全与环保，2016，43（2）：58.
论文作者:郝晓勇,耿英举
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/11
标签：顶板论文; 岩层论文; 地质论文; 工作面论文; 裂隙论文; 煤矿论文; 事故论文; 《基层建设》2019年第11期论文;