李迎辉

【摘  要】煤矿掘进巷道顶板事故是煤矿常见的安全事故，通过对煤矿安全事故进行统计发现，煤矿顶板事故在所有事故中所占的比例达到了40%;而顶板死亡事故中，掘进工作面冒顶事故所占的比例达到了20%。主要是巷道的断层、围岩的破碎或者顶板的松动是造成了事故的主要原因。只有做好相应的预防措施，才能确保煤矿生产安全。

【关键词】煤矿;顶板事故;预防措施

引言

煤矿巷道顶板事故指的是顶板突然崩塌。在煤矿生产过程中，巷道施工经常会遇到断层，从而出现顶板易松动或破碎现象， 此时就需要对断面形状进行系统的研究，并制定有效的支护方式。可以通過改变受力的情况，来有效的控制顶板的变形，预防煤矿顶板事故的发生。

1煤矿掘进巷道顶板事故预防的重要性

近几年，煤矿掘进巷道顶板事故发生的更加频繁，掘进顶板事故、矿井塌方、渗水以及瓦斯爆炸等问题，这些都是煤矿开采中技术应用的局限带来的问题，另外我国大多数的煤矿开采工作都需要在地下进行，而地下的巷道形式复杂多样，经常受到采动的强烈影响，必须提高采矿技术的应用能力，做好煤矿掘进巷道顶板预防。

2做好断面优化工作，有效降低掘进巷道顶板事故发生率

2.1优化巷道的断面情况

煤矿巷道断面施工过程中，可以根据具体施工情况来选择巷道断面，常见的有拱形顶板、弧形底角与直墙的形状，从而有效提高施工的进度和质量。通过优化巷道断面，可以对巷道围岩的受力状况进行有效的改善，进一步提高其承载能力。借助图像处理技术和数字模拟软件，对常规直角巷道断面和弧形底角巷道断面的实际情况进行有效的分析，并对他们的变形情况和受力情况进行有效的分析，结果发现与直角断面相比，弧形底角断面剪应力降低了43%。

2.2优化结构，避免发生巷道冒顶事故

在进行煤矿巷道掘进过程中，锚索和锚杆联合的组合拱是最为常用的支护形式，其可以达到悬吊和加固的效果。同时组合拱的应用还能够承担软弱岩层以及冒落岩层的重量，有效提高岩体的硬度，以避免预防巷道周围岩石的松动，这样方能起到加固的作用，防止发生事故的几率。经常采用向岩层中加入一根锚杆的形式来解决巷道走向和岩层的倾向夹角很小的情况。当巷道的顶板出现碎裂现象时，不要使锚杆打入的方向与巷道的拱形边缘向垂直，应该随着岩层的倾斜而变化。这个时候，锚杆的悬吊作用是很大的。另外一种相反的情况，当巷道的走向与岩层倾向直接的夹角比较大时，此时会导致锚杆的另一侧无法顺利的打入岩层内部，此时联合拱起就不能起到悬吊和加固的效果。反之，如果另外一层的岩石出现不稳定的情形，这个时候会促进岩层的分离和破裂，致使锚杆失去其加固的效果。在进行锚杆支护形式设计的过程中，需要对岩层厚度给予全面的考虑，同时还需要对岩层与巷道之间的夹角进行考虑，然后选择不同的锚索或者锚杆，以达到加固的效果。

3优化支护施工技术，降低巷道顶板事故

在高应力的作用下，巷道围岩会受到巷道掘进的影响，造成了巷道的顶板发生软化及破碎的情况。再加上顶板的挤压，从而诱发变形变曲现象，有的时候也会在巷道内部出现底鼓现象。因此，优化支护施工形式至关重要，其可以有效降低巷道顶板事故的发生。

3.1巷道支护的原则

在巷道的支护施工过程中，要按照支护原则来严格执行。支护设计主要是以护为主，采用的是让压和带压的支护方式，同时还需要配备与之相对应的高强度的锚索和锚杆来提高其支护效果，借助一定的手段来改变和控制巷道围岩的受压和受力情况。做好煤矿掘进巷道的支护工作，可以有效预防巷道岩层滚落和破碎等情况的发生，避免锚杆和锚索在重压或者受力过大的情况下失效，防止巷道因局部的变形而遭到破坏。

3.2预留煤柱支护

预留煤柱支护是煤矿掘进巷道施工过程中比较常用的一种巷道支护形式。通常情况下，巷道的下区段为回风平巷，上区段为运输平巷。在下区段与上区段之间需要按照要求预留一定宽度的煤柱，这样一来可以使回风平巷有效的避开支撑压力的峰值区，确保巷道掘进工作的顺利进行。预留煤柱支护技术使用起来是非常方便的，这样一来是有利于通风和排水。然而，采用预留煤柱支护技术也存在一定的缺陷和不足，而且使用成本比较高，造成大量煤矿资源的浪费。煤柱的支撑压力会逐渐的传播到底部，影响临近煤层的开采和临近巷道的稳定性，存在一定的安全隐患。

3.3矿用支护型钢

煤矿掘进巷道施工中，U型钢和工字钢是最常用的两种矿用支护型钢。矿用支护型钢主要包括圆形、椭圆形以及半圆拱形的巷道断面。由于矿用支护刚性具有比较好的韧性，因此在掘进巷道支护中得到了广泛的应用。对于抗拉、抗压、抗剪方面都有很好的应用。对于矿用支护型钢的性能高，可以运用环境恶劣、施工复杂的情况。巷道的支架一般需要纵向推力以及横向负载，因此在进行巷道支架的选择上，最好保证这两个方向均具备比较高的承载负荷能力。此外，对于矿用支护型钢的集合要能满足接触面积和受力状况良好等。根据实际地质的条件与岩层性质，选择相应的巷道断层形状以及选择相应的支护形式，来保证巷道的质量和预防顶板事故，采取有效的预防措施来减少安全事故发生的频率。

3.4锚杆支护

锚杆是被固定在巷道岩层的杆状物， 可以用来加强稳定性。岩层与锚杆共同构成了锚杆支护系统。煤矿巷道的地质结构不同，可以选择的锚杆功能也存在一定的差异。如今，在煤矿掘进巷道施工过程中，最常用的锚杆形式有：机械式锚杆，例如楔缝式锚杆;摩擦式锚杆，例如缝管式锚杆;粘结式锚杆，如树脂锚杆或者水泥砂浆锚杆。同时，锚杆的主要作用不仅可以加固巷道围层，而且还能提高围岩的整体稳定性。相关研究统计发现，在相同的地质条件下，锚杆支护和金属支护可以使巷道围层的移动量下降50%，提高巷道围岩的整体稳定性。

4穿越断层的锚网支护

4.1退后卧底法

对于复杂的地质条件要选择合适的支护方法，巷道穿断时，可以采用退后卧底法，断层的顶板比较坚硬，一般情况下，上下会相差 2.4m，可以采用支护的措施来对岩层进行围护，这样，在掘进机的施工过程中，保证了断层在巷道中的位置保持在安全范围内，掘进机前进和后退都不会影响到断层，从而保证断层不会塌陷，保证了断层的完整性，增加了巷道的安全性能。

4.2直接破顶法

在复杂的地质环境中遇到断层时除了对断层进行支护外还可以对断层进行破除，只剩下比较完整坚硬的顶板，这样再使用锚网索来加强支护，将容易破碎的岩层直接去除，从根本上解决了施工中的难题，在使用掘进设备进行施工时就不会担心断层的不稳定性对施工的过程中造成阻碍和对工作人员产生危害了，但是采用直接爆破的方法成本比较髙，而且施工的难度较高，所以，要根据情况而定。

4.3锚杆临支加 U 型钢的方法

在落差比较大的断层中，这时的围岩不容易破碎，这种情况下，采用U型的钢架进行固定支护，强化断层的强度，避免断层的脱落和顶板的塌陷，但是，这个过程要注意把握好锚杆之间的距离，才能良好的发挥该项措施的优势，提高施工过程中的安全和可靠度。

5结束语

在煤矿的掘进过程中，从实际的岩层性质和地质条件出发，来对巷道断面形状、支护形式进行科学、合理的选择，并做好各个环节的优化工作，从而有效避免巷道冒顶的发生。通过多样的形式来加强巷道围岩的稳定性，保证其质量，预防事故的发生，增加操作的安全性。

参考文献

[1]周玉.煤矿掘进巷道顶板事故预防措施探讨[J].科技资讯，2013（18）：221.

[2]王义成，胡加斌.煤矿掘进巷道顶板事故预防措施研究[J].山西煤炭管理干部学院学报，2014，27（1）：50-53.