急倾斜煤层顶板事故原因及防治措施研究

摘 要：本文介绍急倾斜煤层顶板事故的主要类型：漏垮型事故、压垮型事故、推垮型事故和冲垮型事故，并分析引起顶板事故的原因，以此为依据针对性的提出顶板事故的防治措施，如加强施工管理、定期维护检测等，以减少顶板事故的发生，给我国煤矿开采过程中的顶板支护提供参考。

关键词：急倾斜煤层；顶板事故；防治措施

引言：我国是产煤大国，急倾斜煤层储量十分丰富，分布在全国各大煤炭基地中。急倾斜煤层在形成过程中由于较多的地质变动，导致煤层条件十分复杂，大角度的煤层倾斜也给煤炭开采、顶板支护等方面带来了难题。急倾斜煤层的事故发生概率较大，给煤矿安全带来了很大的威胁。对急倾斜煤层可能出现的顶板事故进行研究并探讨合理的防治措施，有助于减小这一事故带来的危害。

一、急倾斜煤层顶板事故类型

一般来说，急倾斜煤层容易出现的顶板事故主要有以下几种：（1）漏垮型事故。这一事故的主要原因在于煤层的倾斜角多过大，顶板如果不能得到及时的支护处理，当顶板中的某个局部位置出现抽空后，就会逐渐由局部扩散到整体，进而引起整个顶板失稳。（2）压垮型事故。当顶板支护强度不足，或者由于顶板工作面上荷载施加频率较高，长期荷载作用下，顶板支护承载力不足，加上自然环境的影响，导致顶板压垮，这一事故的危害较为严重，但如果在支护过程中注意这些问题，事故则能得到有效的避免。（3）推垮型事故。当倾斜煤层采用复合顶板进行支护时，经常会出现推垮型事故，煤层开采过程中对顶板差生较大的推力，加上顶板内部存在的地质应力，很容易引起顶板逐渐倾斜，最终出现推垮型事故。（4）冲垮型事故。这一事故一般发生在顶板厚度较大的情况中，而且顶板的暴露面积也远远超过正常水平。采空区大面积的暴露使得放顶难度加大，顶板容易由于局部的倾斜逐渐向下运动，给周围的岩体带来较大的冲击，当冲击力超过岩体承载力和支护承载力时，就会引起冲垮型事故。

二、顶板事故的原因分析

对急倾斜煤层各种类型的顶板事故进行分析，得到以下几方面的事故原因：（1）顶板支柱初始支撑力过低。对历次顶板事故进行分析，发现支柱初始支撑力不足是主要原因之一，尽管支柱支撑力设计时能够满足施工条件要求和顶板承载力要求，但在实际施工过程中由于操作误差或者各种现场条件影响，导致支柱支撑力与设计值存在较大的偏差，导致顶板事故发生概率加大。（2）支柱工作阻力小于设计值。对现场的顶板支柱工作阻力进行测量，发现大部分支柱的工作阻力都不能满足设计值，而且工作阻力的变化曲线与设计曲线存在偏差，各个支柱不能均匀分担工作阻力，容易引起局部支护破坏导致顶板事故。（3）顶板支护不及时。这一点主要是施工工序的问题。煤层开采过程中随着工作面逐渐推进，顶板暴露的面积也在加大，如果顶板悬空面积过大而未得到及时的支护，就有可能导致顶板变形过大引起顶板事故。

三、顶板事故的防治措施

（1）漏垮型顶板事故。针对漏垮型顶板事故，应该选择合理的施工工序，确定最佳的开掘巷道，严格按照设计要求进行顶板支护和施工，减少工作面压力，在确保工程质量的前提下，尽量缩短顶板暴露的时间，支柱之间要保持一定的整体性，防止由于局部支柱承载力不足引起的顶板破坏，对于出现明显变形特征的支柱要及时进行加固或者更换，保证整个开采工作面承载力分布均匀。（2）压垮型事故。当工作而发现有大冒顶明显预兆时，必须采取措施，如加强支护、停产观察等；有条件的矿井应建立矿压观测和顶板动态监测系统，为工作而支护提供依据；当煤层上部为坚硬岩层且不易垮落时，要采用强制放顶或向顶板高压注水，使其强度降低而自然垮落；在基木顶初次来压期间，加大工作而控顶距；工作而来压明显、出现下沉台阶时，要采用特种支护形式加强支护；保证采场有足够的支护刚度，尽力提高切顶支护阻力。（3）推垮型事故防。对于复合顶板，要坚持“支、护”并重的方法，提高支柱的初撑力和增加支架的稳定性，保证支柱有足够的工作阻力，对机道进行加强支护，防}卜工作而沿煤壁切顶，顶板下沉、离层，避免离层而造成的推垮型冒顶事故。（4）冲垮型事故。工作而要沿煤层倾斜方向布置，即呈止倾斜推采，避免呈仰采或俯采推进；对于稳定性好较坚硬顶板，保证支柱有足够的初撑力与工作阻力，通过加大对工作而和巷道的支护密度来提高整个支护体系的强度；提高切顶效果，及时对采空区进行处理，并对悬顶采取必要的强制放顶措施。

结语：顶板事故是急倾斜煤层开采过程中最常见的事故种类之一，由于顶板事故发生较为突然，对煤矿开采的安全性危害极大，因此应该引起足够的重视。探究顶板事故常见种类，掌握顶板事故的特点和事故发生的主要原因，针对性的提出防治措施，有助于减少急倾斜煤层顶板事故发生的概率，确保煤矿开采的安全性，对于提高煤矿开采效率降低企业成本也有着积极影响。

参考文献：

[1] 石宇. 急倾斜煤层顶板事故原因及防治措施研究[J]. 科技创新与应用，2015，15：136-137.

[2] 马海东. 急倾斜煤层伪斜柔性掩护支架工作面顶板事故的防治措施[J]. 科技风，2013，08：149.