摘要：煤矿巷道掘进经常发生冒顶和片帮事故，文章详细分析了冒顶、片帮事故发生地点以及产生的原因，针对其预防以及防措施进行了探讨，从而让煤矿生产更加安全，具有十分重要的意义。
关键词： 顶板事故；原因；防范措施
煤矿巷道顶板事故是指在煤炭开采的经过中，因为顶板突然垮落或掉落，造成掘进作业停止、人员发生伤亡的事故。顶板事故是危害中国煤矿安全的一项重要因素。煤矿在掘进巷道顶板事故预防方法方面尽管有了大量的研究，但是从现实的煤矿事故中能够发现，掘进巷道顶板事故仍然时有产生。因此，在以后的煤矿开采中，要加强对掘进巷道顶板事故预防措施的研究，从而研究出更加有效预防掘进巷道顶板事故的方法与措施，从而推动煤矿的安全开采。
1易冒顶和片帮事故巷道的特点
1.1大倾角巷道
大于45°倾角的巷道，巷道支架所承受的地压不只是顶板压力，侧面压力也不小，而且巷道底压产生的下滑力，会对支架的稳定性产生很大的影响，极易造成冒顶片、帮事故。
1.2 受到采动影响的回采巷道
由于上区段活动压力还未结束，对区段顺槽进行掘进时会产生影响。
1.3 特殊地点
比如拨门点、巷道交叉地点（比如，三岔门、四岔门）、密集布置巷道区、构造地质变化带。
1.4 空顶处
挖柱窝以及空顶处架棚时容易出现顶板事故。
2冒顶片帮的原因
2.1地质方面
调查数据显示,我国的主要煤矿中,38%的煤矿处于非常复杂的地质环境中,相对来说地质比较简单的只占据了21%。地质条件突然变化，地质结构稳定性就会受到破坏，矿井的位置在地下，土体应力和各种剪切应力的作用，都会使矿井遭殃，发生冒顶事故。我国煤矿大多巷道围岩极易风化或松软，巷道周围岩石节理、裂隙发育良好；巷道穿过岩层破碎带以及由褶曲、断层等构成的易变地带；岩性突然变化以及有害气体涌出的岩层巷道；地层受到岩崩的破坏，侵入了地下水，岩石的稳定性被大大的削弱等。
2.2设计方面
主要表现在巷道设计不合理，没有选择合适的巷道位置，使巷道要穿过松软的岩层。设计中没有充分利用水文和地质资料，或者这些资料不够详细，无法指导施工。
2.3施工方面
巷道穿过软岩层时没有充分的准备，导致施工措施错误或不合理；掘进多次才成巷，过长时间的暴露围岩，使其已风化松动，支护达不到设计要求，支架发挥不了作用，引起的塌冒；过长工作面空顶距，使得临时支护没有效果；使用药量过多的炸药对松软岩层进行施工，对原有围岩的稳定性造成了太大破坏；敲帮问顶没有很好的执行，忽视浮石的检查以及处理，造成浮石坠落等。
3 煤矿掘进巷道的顶板事故防范的技术性措施
3.1 对巷道断面进行优化
煤矿掘进巷道应该使用拱形顶板，这样便于施工，还能对巷道围岩的受力情况进行改善，以提高其承载能力。运用图像处理技术对煤矿掘进巷道的弧形底角断面和巷道的直角断面进行比较，然后对它们的受力情况进行计算，以此对巷道断面进行优化。
3.2 对巷道结构进行优化
在煤矿掘进巷道中，经常利用支护形式是锚杆和锚索联合的组合拱。组合拱所起的作用是对拱进行加固。组合拱能够承受软弱岩层所施加的重力。还可以使岩体的硬度增加，避免巷道围岩出现变形。
当岩层倾向和巷道走向之间所存在的夹角非常小时，可以把长是1.8米的锚杆打进岩层中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果巷道的顶板没有出现破碎的现象，那么打入岩层中的锚杆所处的方向可以和巷道的拱形边缘进行垂直，在这种状态下，锚杆所起的悬吊作用是非常小的。如果巷道的顶板出现破碎，那么打入岩层的锚杆方向就应该按照岩层发生的倾向变化而进行变化。
当岩层倾向和巷道走向之间所存在的夹角非常大时，就不能把锚杆的另一面打到岩层里，此时，悬吊和加固拱的作用不能充分的体现出来。如果另一面的岩层状态不稳定，那么就会使岩层出现破裂或者分离的现象，锚杆的加固作用也会在此消失。
由此可见，对锚杆支护形式进行设计时，要从岩层的厚度和岩层与巷道之间所存在的夹角方面考虑。同时还要从巷道的实际情况出发，选择长度不同的锚杆，进而起到加固的作用。
3.3 对支护施工形式进行改善
目前在我国有八成以上的煤矿开采需要在地下进行，此种类型的开采需要井工在井下作业，同时需要其在地表下开掘出大量的巷道，这样才能便于采煤和运输作业的高效运行。然而巷道所处地层条件复杂多样，围岩性质千差万别，且多数巷道在服务年限内还要经受采动的强烈影响。煤矿掘进中，在高应力作用下，围岩的原始平衡状态遭到破坏，顶板两端出现应力集中区，顶板各岩层将失去支撑面，如果不及时进行支护，顶板在自重和高应力的作用下，很容易弯曲变形的现象；巷道顶板也因挤压，容易发生弯曲变形的现象；当底板岩石较软时，底板受压后，巷道的下底部分将鼓起，即底鼓。综上，掘进巷道时就做好支护工作，防止发生顶板事故。因此，在掘进巷道过程中巷道支护占据重要地位。
3.4 做好施工现场安全管理
施工前管理和技术人员应充分掌握：①掘进巷道的水文及地质资料；②施工巷道要穿过的地质构造图；③掘进巷道要穿过的煤岩裂隙带、层岩性、瓦斯以及水等做好分析及预测。
施工中要尽量一次成巷，最大限度的缩短围岩暴露时间；敲帮问顶制度不能轻视。交接班以及放炮前、后都需要敲帮问顶，及时的排除不安全因素、隐患后再施工。
工作面的空顶距离要严格控制，严禁空顶作业，要使用前探梁等进行临时支护；支护必须按设计进行，支护质量要得到保证；围压变化在施工中要仔细观察，对顶板加强管理，防止事故发生。
3.5加强掘进巷道进行监测和维护
3.5.1对巷道实施监测
科学技术的发展使得对顶板进行实时监测已经成为了可能，通过对于各种传感器的应用能够对顶板的变化进行监测，从而了解支护的强度是否满足要求，一旦顶板发生异常能够及时发出预警信息，从而帮助相关工作人员逃生，降低顶板事故发生时的损失；
3.5.2 加强巷道的顶板维修
由于巷道下的地质条件复杂，顶板的状态也不可能长期保持不变，因而煤矿企业必须加强对于巷道的顶板维修，维修时可采用多种支护形式的联合支护充分发挥各支护形式的优点，定期对巷道的支护进行检查，而要做到这一点首先应该培养高素质的维护队伍，保证维修人员能够在井下安全进行维修工作；
3.5.3加强巷道支护材料回收作业管理
在工作区的煤矿资源开采完毕之后，对于巷道支护材料可以进行回收工作。但是在回收工作开展之前必须严格按照相关的操作规章进行可行性上的验证，同时回收时必须使用专业的设备，以防由回收带来的顶板坍塌事故。
4 结束语
总而言之，煤矿掘进巷道顶板事故是关系到煤矿是否安全生产的重要因素,它不仅会影响煤矿的生产效率,并且还造成人员的伤亡。掘进巷道顶板事故的发生主要是采矿方不合理不科学的操作以及较复杂的地质环境原因，从而造成严重的物力和人力损失。因此，在煤矿掘进过程中，根据实际地质条件与岩层性质，选择合适的巷道断面形状以及巷道支护施工方式，优化断面设计、防止巷道冒顶，可以有效加固巷道围岩，保障巷道的质量，预防巷道顶板事故发生，减少煤矿工人在井下的操作危险，保障安全高效运行。
参考文献
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[3鲍道亮.巷道掘进局部冒顶的地质原因分析[J].煤矿安全,2009,9．
论文作者:王高红
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/31
标签：巷道论文; 顶板论文; 岩层论文; 煤矿论文; 事故论文; 围岩论文; 地质论文; 《科学与技术》2019年第05期论文;