采煤工作面局部冒顶的判断及活动规律分析

【摘 要】局部冒顶常发生在靠近煤壁附近、工作面两端、放顶线附近以及地质破坏带附近。次数远远多于大型冒顶事故，对生产影响不是特别严重，容易被忽略，但危害比较大。控制顶板事故的首要任务是对顶板进行正确的判断分析及预防措施。

【关键词】采煤工作面；局部冒顶；分析

局部冒顶范围不大，有时仅在3～5支架范围内，伤亡人数不多（1～2人），常发生在靠近煤壁附近、工作面两端、放顶线附近以及地质破坏带附近。在实际煤矿生产中，局部冒顶事故的次数远远多于大型冒顶事故，约占工作面冒顶事故的70%，总的危害比较大。据统计分析，每年因局部冒顶事故而死亡的人数占冒顶事故死亡人数的60%～70%，而重伤事故的比重则占80%以上。

1 局部冒顶的判断

局部冒顶，由于预兆不明显，易被人忽视，但只要仔细观察，也可以发现一些征兆，对以下异常情况要特别注意：

1）响声。岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急速下缩，也发出很大声响；有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。

2）掉渣。顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随后就出现顶板掉渣现象。掉渣越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，这就是发生冒顶的危险信号。

3）片帮。冒顶前煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时多。

4）裂缝。顶板的裂缝，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。老工人的经验是：“流水的裂缝有危险，因为它深；缝里有煤泥、水锈的不危险，因为它是老缝；茬口新的有危险，因为它是新生的。”如果这种裂缝加深加宽，说明顶板继续恶化。

5）离层。顶板快要冒落的时候，往往出现离层现象。因此检查顶板时一般用“问顶”的方法，如果声音清脆表明顶板完好；若顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经离层。

6）漏顶。破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶以前，有时因为背顶不严和支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理，会使棚顶托空、支架松动，顶板岩石继续冒落，就会造成没有声响的大冒顶。

7）瓦斯涌出异常。在含瓦斯煤层中，瓦斯涌出量突然增大。

8）顶板的淋水明显增加。

2 试探有没有冒顶危险的方法主要有

1）木楔法。在裂缝中打入小木楔，过一段时间，如果发现木楔松动或夹不住了，说明裂缝在扩大，有冒落的危险。

2）敲帮问顶法。用钢钎或手镐敲击顶板，声音清脆响亮的，表明顶板完好；发出“空空”或“嗡嗡”声的，表明顶板岩层已离层，应把脱离的岩块挑下来。

3）震动法。右手持凿子或镐头，左手指扶顶板，用工具敲击时，如感到顶板震动，即使听不到破裂声，也说明此岩石已与整体顶板分离。

3 采煤工作面局部冒顶发生的规律

1）局部冒顶大多数发生在工作面的初次来压阶段，正常采煤时冒顶次数相对较少。

2）工作面冒顶事故多发在工作面的上、下端头，放顶线处，煤壁机道区，地质破碎带等地点。

3）落煤后、放顶时、刚开工、快下班时，是采煤工作面冒顶事故的多发时间。

4）多数冒顶事故是由于“安全第一”思想不牢，作业人员麻痹大意，图省事，怕麻烦，撞大运，不在乎，违章指挥，违章作业及工程质量低劣所造成。

4 工作面局部冒顶的易发生地点及原因分析

采煤工作面易发生局部冒顶的地点有“两线”，即工作面放顶线和煤壁线；“两口”即工作面上、下出口；地质构造变化造成的破碎区域。其主要原因是：

1）在工作面放顶线采空区一侧，顶板垮落不好时，悬露面积大。

2）工作面煤壁线附近的局部冒顶与顶板节理和摩擦滑动面的存在有关，它们使顶板容易形成“人字”、“锅底”等各种劈理，造成不连续的岩块。在采煤机割煤或爆破落煤后，如果支护不及时，这种不连续的岩块可能突然冒落；或当采用爆破法落煤时，如果炮眼布置不当或装药量过多，可能在放炮时崩倒支架而导致局部冒顶。

3）回柱操作顺序错误，如先回承压支柱，引起周围破碎顶板的冒落，或者大块矸石冲倒支柱，使临近破碎顶板失去支托而造成局部冒顶。

4）在金属网假顶下回柱放顶时，如果网上有大块岩块，也会发生岩块失稳旋转、滚落冲倒支架而造成冒顶。特别是在煤层倾角较大、网上岩块大，且压的不密实的初采面，回柱时更容易发生冒顶。

5）工作面支护质量不合格，支架密度不够，初撑力不足；支架迎山不够，回柱前没有支设防止采空区矸石滚落冲倒支架的特种支架，都是发生放顶线处冒顶事故的原因。

6）工作面的上、下出口连接着回风巷和运输巷，控顶面积大。两巷在掘进时经受一次压力重新分布的影响，同时由于巷道支护初撑力一般都很小，使直接顶下沉、松动，甚至破坏；特别是在工作面超前支承压力作用下，顶板大量下沉，甚至破碎，再加上机头、机尾和其他设备体积大，在移动这些设备时，必须反复支撤支柱，促使顶板更加破碎。如果遇上老顶来压，工作面上、下出口处就容易发生冒顶事故。

7）顶板中存在有断层、裂隙、层理等地质构造时，将顶板切割成不连续的岩块，回柱后，岩块可能失稳旋转，推倒控顶区内的支架而造成冒顶。

8）工作面遇到地质构造，如断层、褶曲、顶板松软、破碎等时，没有及时采取针对性的有效措施也会造成局部冒顶。

总之，正确判断局部冒顶，采取积极有效的预防措施，才能将隐患消灭在萌芽状态，真正贯彻安全第一，预防为主的安全生产方针，实现矿井本质安全，促进和谐发展。

【参考文献】

[1]徐永圻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]陈秀珍，马洪亮.矿压观测与控制[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2010.

[3]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011.