顶板灾害防治范文

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中图分类号：X9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0037-01

顶板事故与水、火、瓦斯、煤尘并列，被称为煤矿五大灾害。一直是影响安全生产的主要因素。

据统计，在上世纪90年代以前，因顶板事故死亡人数占总死亡人数的45%以上，目前，虽然随支护技术的进步有所降低，但仍占25%左右，给国家财产和人民生命安全带来极大威胁。所以必须重视顶板灾害事故，采取措施，杜绝隐患，实现安全生产。

局部冒顶事故的防治

一、镶嵌型顶板局部冒顶事故的防治：

1. 结构：锅底石、鱼背石，局部煤顶

2. 产生原因：落煤后，无支护，在无支护区冒险作业，没有前兆

3. 措施：

调查；选及时支护架型；不许在无支护区工作； 敲帮问顶； 严格架设质量、插严背实，补换支柱

二、支护突然失效局部冒顶事故的防治：

1. 产生原因： 支架内伤

2. 措施（1）支架无损（2）合理设计结构，使弯距较小

三、空顶冒落冲击局部冒顶事故的防治：

1. 局部空顶（空洞）的形成：

（1）局部漏顶没填实――糊顶，不充填空间加大

（2）顶板冒落抽空――α>30°顶碎，网上冒落抽空

（3）上分层大块矸石参差冒落――最初稳定，下层开采翻滚

（4）上分层支架回收不净――留有空间，下层开采易冒

（5）上分层冒落不充分――采空区四周形成（初采、上下端头）

（6）分层顶板离层――下沉量加大，离层空间，再冒，形成冲

2. 防治冒顶措施：

（1）防止漏顶空顶：

超前支护――掏梁窝，提前挂梁，插严背实（图一）

超前锚杆――顶碎时（图二）

（2）封堵漏顶：打桩楔；泡沫封堵材料（图三）

（3）处理空洞：

调查上分层位置、大小、标示

空洞较小时――点柱+木垛接顶（先加固空间周边支架）

空洞较大时――3m以下打高柱支柱（先加固空间周边支架），

在其下架设木垛（最后回收），

空洞再大则绕行开采

3. 空顶处回柱放顶措施：

（1）加大控顶距――上下周边各5m不回，留安全空间（图四）

（2）对空洞区周围充填――超过边界1.5～2.0m（图五）

（3）空顶区“拉大网”回柱――严禁人员进老塘

四、工作面上下端头局部冒顶：

1. 端头矿压显现特点：

（1）上下顺槽已产生较大变形和破坏――时间1-2年，1000mm

（2）上下顺槽支护基本无初撑力，促使离层下沉

（3）支承压力产生叠加，加剧对围岩破坏作用

（4）面积大，煤岩体承载能力低，支架控顶负担重

（5）端头移溜改柱，支架多工作在初撑阶段，阻力低，稳定性差，顶板下沉量大。

2. 端头冒顶类型：

（1）推垮型冒顶――掘巷破坏、离层、漏顶、有空间

（2）端头大面积悬顶压跨型――顶硬、悬露、突冒

（3）移留时压垮――回撤机头机尾支架，支撑力降低、突冒

3. 防止端头冒顶措施：

（1）十字顶梁支护

（2）端头回梁八柱支护（倒移）

（3）提高支护强度为正常时的1.6倍（增支柱密度、特殊支架）

（4）局部锚杆一端头支架混合支护

5）选用端头支架

五、大型冒顶事故的防治

一、复合型顶板条件下的冒顶事故

1. 复合顶板岩性与结构：

下软上硬层状岩层

2. 矿压特点：平时顶板压力小，支架承载不大；离层后，形成不稳定结构，有横向移动倾向； 支护失稳，推垮。 坚硬顶板放顶后，悬顶，断裂，冲击推垮。

3. 防治措施：

（1）合理布置工作面：

严禁爬山开采；严禁下顺槽与工作面锐角相交――阶梯形布置

2）减少对顶板破坏：

不得挑顶掘进；

切眼锚杆加固（锚杆+液柱）

3）安全控制：

提高初撑力；

初次放顶时，沿倾斜分段布置锚杆；

降低初步阶段采高，充填、炮崩；（调整采高有一定限度）

复合顶薄时，挑顶开采；

增大控顶距。

2. 防治措施：

（1）调研顶分层冒落状况，危险区标注；

（2）预防处理：煤壁深孔爆破（第一分层）；

（3）金属网假顶控制：

1）尽可能延长分层开采间隔时间；

2）适当降低第二分层工作面初采高度；

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中图分类号：TD323

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）22-0130-03

在煤矿的开采中，顶板的危害是最为严重的。其中中小煤矿在开采过程中发生的顶板垮落是因为薄基岩的整体切落而形成的。其在采空区保留支撑煤柱，由此顶板形成大面积悬露，从而造成顶板的垮落。实践证明，必须对中小煤矿的留煤柱支撑方法进行研究，预防灾变，依据防灾技术，才能防治浅埋薄基岩下开采而形成的灾害。

1　浅埋薄基岩煤层开采的灾害类型

1.1　顶板灾害

由于特殊的埋藏条件，浅埋薄基岩开采与普通埋藏条件的煤层开采相比，有着较大差别的矿压显现规律，其基本特点为：基岩的厚度较薄，工作面上覆岩层只有裂隙带和跨落带。开采煤层之后，顶板岩层形成的破断角非常大，从而引起台阶的下沉，大面积切顶事故也会因此时有发生；作为工作面顶板，一般为单一关键层，如果顶板出现断裂，砌体梁结构就会非常不稳定，易出现动载现象；顶板的破断容易对地表造成影响，其松散的上覆层会形成附加荷载，由于支架受到较大的荷载，因而容易被压垮并造成压塌事故；来压步距非常的小，且强度很大，基岩厚度对来压的影响也较大。

1.2　溃水溃沙灾害

如果矿区的基岩上部为厚松散沙层，且富含潜水，开采煤层后，浅水层就会与水裂隙带相通，破断后的基岩会形成切落并回转，此时水沙流动通道就会有所形成。若潜水顺着通道下流，而松散沙运动正好以此作为自身的动力，就会与覆盖的沙土混合液共同进入工作面，导致溃水溃沙灾害的形成。溃水溃沙灾害的发生因素有：松散沙层有较大含水量，松散沙层位于潜水层下部；开采煤层造成水裂隙带的较高高度，从而与潜水层相通；基岩破断后不易形成稳定结构，基岩厚度对水裂隙带的高度也有一定的影响；含水层的高度会对水流的携沙能力造成影响。

2　长壁留煤柱法的灾害防治机理

2.1　长壁留煤柱法的防灾特征

2.1.1　局部冒顶的预防。保证生产的安全是煤矿采煤方法的重要实践意义，而长壁留煤柱法对长壁布置进行采用，且在作业区有支架设置。没有支护的区域，工人是不得进入的，这也有效地预防了顶板局部的冒落。

2.1.2　跨区域垮落的预防。在煤矿的开采过程中，最重大的灾害为大面积顶板垮落，对小区域隔离进行采用，对大面积顶板垮落进行防治，是目前中小煤矿采煤惯用的方法之一，采出率在小区域内为88.9%，可与长壁的采出率相比。

2.2　长壁留煤柱法的关键技术

长壁留煤柱法的关键技术是对两种性质的煤柱进行的区分，一是区内煤柱，二是区间的隔离煤柱。其中，区域煤柱指小区域开采期间暂时保留的煤柱，对作业区的顶板安全进行了保障；隔离煤柱指小区域内保留的煤柱，对工作区和采空区进行隔离，这样，即使采空区的顶板垮落，也不会对工作区造成任何影响。当一个小区在开采完成之后，在隔离煤柱隔离的情况下，在进行下一个小区的开采时，煤柱在小区内可失稳破坏，即无灾害垮落。整体说来，长壁留煤柱法的关键技术就是对两种煤柱的设计和处理。

3　长壁留煤柱法进行开采时的顶板灾害的力学分析

3.1　开采时围岩运动破坏的分析

3.1.1　在隔离区进行开采时，顶板、煤柱为弹性变形阶段，由于工作的不断推进，顶板的悬露面积会不断增大，煤柱压缩，增大了顶板的下沉量。若工作面推进70m左右时，煤柱下缩1/4，即表明煤柱变形，且超过了一般塑性变形，此时开采区域顶板的裂隙则不断增大。

3.1.2　当煤柱变形增大时，就会增加顶板的下沉量，两者在相互作用的情况下，顶板的裂隙转变为裂缝的贯通，之后形成一个脱离于原岩体的隔离体，即形成六面体，而六面体的形成则是垮落的发生条件。

3.1.3　形成六面体后，其全部重量对支撑它的煤柱群进行作用，增大了煤柱的载荷，使煤柱垮塌，顶板表开始整体垮落，之后，在区域隔离煤柱外进行下一个区域的开采。

3.2　“顶板-煤柱”相互作用下的灾害过程

3.2.1　煤柱体的强度在特定的开采区域内较大，由于煤柱并未被破坏，煤柱支撑的顶板就不会形成六面体，形成几个区域却不会发生垮落，但却有大面积垮落的危险。

3.2.2　若煤柱体强度较小，隔离区开采还未结束时，煤柱支撑的顶板就会形成面积小于隔离区的六面体，对有限煤柱群进行垮压，促成大面积垮落，这样的灾害带来的危害非常严重，在开采区域发生时，还会沿着煤壁切落，对人员的生命安全造成严重威胁。

4　大型顶板事故的防止体系

对于长壁留煤柱开采方法在中小煤矿中的应用，其技术目标是对大型顶板事故的预防，以有效减轻矿区事故的灾害，促使隔离小区域的正常垮落，并有效避免大范围垮落在跨隔离区的形成，来保证采区的正常作业。而矿区灾害防治的关键技术是对不同性质煤柱的合理设计的区分进行识别，只有掌握两种煤柱的设计方案，才能掌控防灾体系的设计核心。通过对长壁留煤柱开采方法在中小型煤矿应用的有效研究，我们可以提出一种有效防治大型顶板事故的防灾体系，即设计、确定、监测、识别、措施。就中小煤矿开采方式的合理选择，可有三种较为适宜的开采方式，其中包括：长壁布置、小区域隔离、在区内实施留煤柱支撑法进行采煤；长壁布置、小区域隔离、实施条带煤柱进行采煤；长壁布置、小区域隔离、实施条带煤柱放顶进行采煤。而这三种方法的有效应用需要关键的技术参数与评价指标作为实施依据，其中包括：区内支撑煤柱参数、破坏适时性评价；开采区域尺寸、生产指标；隔离煤柱的宽度、稳定性；采取“煤柱-顶板”的相互作用；顶板灾害的防治评价。通过各项指标和参数的综合性分析，可促成顶板灾害预计的评价体系。在评价体系当中，最为主要的三方面组成了体系的整体结构，对采取的大面积垮落、冒顶、局部冒顶进行整体评价。另外，要对矿区隔离区内“煤柱-顶板”的变形破坏、顶板破坏隔离体的形成一级顶板垮落的信息必须有所了解，这一信息的重要反馈也是促使矿区对灾害识别的有效手段。从整体而言，中小煤矿的防灾措施一般分为两个内容：一是针对危险性的灾变，实施可行的措施，以有效消除灾变对矿区开采的危害指数；二是难以消除灾变的危害时，应对发生的灾害进行相应措施的处理。但所有步骤的实施还要依据煤层及围岩地质和工程地质的具体调查情况，才能根据相应条件进行合理控制，进而有效促使灾害防治的良好设计，使得灾害得到最大限度的防治。

5　结语

总而言之，对于中小煤矿在浅埋薄基岩下的开采，长壁留煤柱法的开采是比较适用的。其中不同性质煤柱的区分是长壁留煤柱采煤法的关键技术，这当中包括区内和区域间的隔离煤柱。而针对浅埋薄基岩下进行开采而形成的灾害防治，则需有效技术措施的设计、选择、处理、运用，构建防止大型顶板事故的有效体系，才能促进煤矿开采灾害的有效预防。

参考文献

[1]　任满翊．旺格维利采煤法煤柱尺寸的合理确定[J]．矿山压力与顶板管理，2004，（1）．

[2]　彭成，康丽华．中国煤矿安全生产之现状[J]．当代矿工，2003，（1）．

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引言

华宇菱镁矿于1958年初由鞍钢大石桥镁矿开始小规模开采,鞍山冶金地质勘探公司四六队和水文地质队对该区进行了多期勘探。2000年前,该矿由多家民营矿山无序开采,其坑道及采空区几乎遍布全区,东起Ⅻ线西止ⅩⅤ线均有地下采空区。目前已测到的坑口就有17处,其中镁矿坑口10个,滑石矿坑口7个。各坑口的底板标高由121.2～192.1m不等,采空区的顶底板高差为3～20m,平均为12m左右。这些采空区不但导致矿石储量大量消失,而且严重影响了矿山的安全生产,并造成矿石回采率下降。

1.矿山概况

华宇菱镁矿位于营口宽甸古隆起之营口断块。矿区属大青山～大葳子山～山角山山脉的一部分,为剥蚀丘陵地貌,山势起伏不平,地形切割中等,沟谷纵横分布,山脊走向大致NE,倾角15～25°。

矿区位于北东向复背斜构造的南翼,变质岩层呈单斜构造形态,走向60～70°,倾向南东,倾角自东向西逐渐变缓。断裂构造比较发育,主要有纵断层和横断层两组。菱镁矿赋存于前震旦纪辽河群大石桥组下部白云岩～菱镁矿段。矿体围岩上盘为白云大理岩夹千枚岩,下盘为黑云母片岩。夹石有滑石片岩、绢云母片岩、千枚岩、透闪白云岩及菱镁大理岩等。工程地质岩组特征表明,矿坑的赋矿围岩主要为大理岩和少量煌斑岩,岩性致密坚硬,稳定性一般较好,在构造发育部位,稳固性相对较差。

矿山目前主要有三个露天采场进行了开采,即华峪采场、范峪采场、青山寺采场。

2.地下采空区现状及稳定性分析

2.1 原地下采空区现状基本特征

1.采空区体积不清。现有采空区及之前老硐之间的空间组合、分布情况和对应关系都不清楚。目前尚能查清的仅有明空区,主要分布在工程地质条件较好的地区。另有暗空区尚未查清,主要分布在工程地质条件差的地区。矿区暗空场主要有两种类型,一是岩移塌陷区内的暗空区,一是古采老酮。目前据2006年底的不完全统计,地下采空区体积约为60万m3。

2.采空区边界不清。在开采初期出现采富弃贫、丢采的现象,加上塌落原因,许多空区轮廓不清。该矿在整合前,由于民采矿点进行无序开采,在矿区内120m水平以上遗留大量坑道及采空区,而在开采过程中又陆续发现新的采空区。

3.原地下采空区在剖而上有重叠现象,在平面上具交叉特征。多中段采空区投影在平面上形态千疮百孔,呈现重叠的蜂窝状。许多空场中坍塌受堵,上部及内部深处仍为未充填空场,增加了采空区的隐蔽性。

4.采空区顶板高度及形态控制程度不够。许多空场都是在中段闭坑后才进行调查,已无法深入到采场顶部,又因测量手段的限制,某些采空区顶板及边界不能控制。

5.地下开采方法不正规,矿柱留设无技术标准。原地下开采时主要用非正规房柱采矿法和全面采矿法,形成了状态各异的空区。采空区顶板的支承矿柱没有严格按岩性和受力情况进行设计、选择形状和确定技术参数,空区矿柱大小无统一规格。

2.2 采空区稳定性分析

华宇菱镁矿采空区的稳定性主要受到围岩特性及支承矿柱的尺寸强度和空区规模等因素制约。坑内的调查所见无岩体爆裂声响和矿柱微裂张开、剥皮等情况,多数空区顶板较完整。

研究认为,华宇菱镁矿采空区的稳定性受自重应力场控制。空区中承压矿柱出现拉伸、剪切破坏的情况极为有限,多数矿柱稳定性较好,对空区顶板起到了良好的支撑作用。仅在工程地质条件差的地区的暗空区有破坏现象。由此可见,华宇菱镁矿出现空区大面积连锁性破坏的岩移灾害条件不具备。但事实表明,采空区的存在对露采生产作业却造成了直接性影响和危害。

3.露天开采中的地下采空区危害

3.1 采空区现状灾害

1 滑塌地质灾害。现场调查,在已有露天采场见有3处滑塌点,崩落物为陡坡处白云岩、大理岩块石、碎石、砂土混杂堆积,规模在5～20m3,规模小,形成原因主要为采坡高陡,高度多大于15m,坡度大于70°,有的近直立形成陡崖,崩滑落物为坡顶残坡积碎石、砂土,坡面松散岩块、碎石。

2 井巷坍塌地质灾害。通过现场调查、访问,已有菱镁矿、滑石矿采空巷道停采后出现井巷坍塌,巷道井口坍塌人员已无法进入。经调查、访问核实,现已发现矿区内有四处坍塌。①ⅩⅣ线CK53孔南东40m巷道见坍塌,巷道顶板标高160.3m,采厚10m;②ⅩⅣ线CK54孔,东南约30m,巷道坍塌,巷道顶板标高170.1m,采厚约10m;③在ⅩⅢ线西约30m,巷道坍塌,巷道顶板标高153m,采厚约5m;④在ⅩⅢ线东约30m,巷道坍塌,巷道顶板标高139m,采厚约4m。其中①、③、④巷道坍塌顶板围岩为菱镁矿及菱镁大理岩,在岩石节理裂隙发育部位产生巷道坍塌冒落;②为巷道坍塌,巷道围岩为滑石片岩,由于岩体质软,凌空后在地压重力作用下顶板失稳产生坍塌。

3.2 采空区将导致的危害

华宇菱镁矿露天开采中,其下部空区存在的危害多表现为露大作业台阶的失稳破坏,其破坏类型不仅仅位于空区顶板之上,且与多种工程地质因素密切相关,构成了空区危害的多样性与复杂性。

1 露采工作台阶失稳危害。台阶失稳不仅波及范围大,且还可以诱发各种崩塌性灾害。实际观测发现,台阶体的沉陷、倾斜、拉伸性破坏性失稳,会引起台阶体外侧开裂,或产生崩塌性滚石,或片帮性松脱岩块,给生产人员和作业设备带来严重安全威胁。

2 露天工作台阶局部性塌陷危害。由采空区引发的露天工作台阶失稳,甚至塌陷、崩塌、滑塌。在露采场南部在节理裂隙发育带,中部F1断裂破碎带附近,西部F7断裂破碎带附近,北部岩矿体顺向坡段外,有可能引发崩(滑)塌地质灾害。

①预见性塌陷。这是一种依据调查资料预先确定的具体部位,通过生产性爆破或技术性处理揭穿空区顶板而引起的塌陷。在菱镁矿露天采场中部地段,分布大面积不同标高的采空区,矿山露天不同标高阶段开采,由开采爆破及运输机械震动,加之露天采开采空区顶板较薄时,在岩矿体完整性差、节理裂隙地段,F1断裂破碎带处则可能引发采空区塌(沉)陷,其规模可能不同,但塌陷可直接威胁危害作业人员及机械设备的安全。

②非预测性塌陷。这种塌陷危害性很大,多数情况是由于采空区资料不全,或空区复杂,探测手段难于控制,或其它(如工程衔接不合理)原因所致的暗空区造成的。矿区留下较多的规模不等的古采空硐,与采空区并存,影响作业平台的稳定性。

4.地下采空区危害的防治措施与技术对策

采空区的存在是导致台阶失稳破坏的最重要原因,但在受到工程地质条件差、开采工艺不合理、管理不到位及长期的爆破震动等因素影响时,会加速台阶体性态改变或失稳成灾。

4.1 采用有效技术查定地下采空区

1.实地调查。以人员可以进入明空场开展调查为特征,调查空场精度。在实践中以测量导入的井巷导线点为控制点进行编录的。用标准皮尺丈量长度,顶板高度配以激光测距仪确定。编录人员尽量至空场尽头,可以提高空场编录的精度。生产中可以用穿孔钻机实施机械探测,把握顶板厚度和空场分布轮廓。

2.机械探测法。根据矿区内采空区分布的基木状况,研究矿体形态与富集规律,分析围岩蚀变特征,结合现场形迹勘察认识,采用剔除圈定法,把暗空区的位置最大限度地框在一定范围内。然后,选用150型穿孔机或阿特拉斯等重、轻型钻机,实施现场探测,也可以结合生产作业进行。探测中要坚持从稳定一侧渐进的原则,确保安全并起到对暗空区的探明作用。

3.物理探测技术。矿区以赋存明空区及暗空区且散岩相互存在、广泛分布为特征,目前主要以探查暗空区为主,潜孔钻机成孔难度大,用机械探测方法难以在该区对暗空场实施探测。运用物理探测技术可以实现对暗空场探测,主要方法有:雷达波法微重力法、高密度视电阻率法和浅层地震法等。雷达波法和电阻率法在国内外已经得到采用,其准确率可达90%以上。高密度视电阻率法利用人工电场发生畸变的基本原理,对不同电阻率的岩石、矿石或空区探测时电场变化特点,获得不同介质的电阻率变化规律,达到对空区探测的目的。

4.2 确定地下采空区轮廓

建立采空区原始资料图形库。根据原始资料和图纸,进行地下开采空区的性态及其稳定性分析,按照不同的特点和状况好坏划类,为生产决策提供依据。通过资料图形库的建立,实现计算机管理,有利于对采空区资料的查找、分析,从而提高其利用率,为开采决策和技术研究提供准确快捷的信息。

4.3 防治措施与技术对策

为减轻和避免地质灾害对矿山建设造成危害,在矿山建设中应采取科学合理的防治措施。同时要加强对施工人员进行地质灾害教育,提高防灾意识和能力,制定发生突发性灾害的应急措施,避免不应有的损失。按照引发、加剧、遭受地质灾害类型结合治理工程规范和地质灾害防治经验提出灾害治理防治措施建议:

1.确定边坡的稳定性。由采空区引发的边坡稳定性失稳会造成边坡产生滑塌,边坡的稳定性计算方法可采用极限平衡法、应力应变法、(有限元法及边界元法)以及可靠性分析法(概率分析法)。[1]

2.防治措施。①崩塌、滑塌灾害防治措施。针对岩体的性质及边坡处形态,采用稳定的坡角,及时处理危岩或削坡,避免在坡上加荷载,对破碎处必要时进行喷锚。②井巷坍塌灾害防治措施。为防止井巷坍塌、片帮、冒落,对不稳定围岩、破碎带应支护、衬砌加固喷锚,要经常敲帮问顶,及时清理危岩体。③地面塌陷灾害防治措施。对露天采区中部采空区应进一步勘查,在不同开采阶段下部有采空区时,应采取提前崩落、采取落顶措施。④在地面岩移范围内可能产生塌陷区,要建立定期监测点进行巡视,地面建立警示牌和围栏网。已出现塌陷坑应利用渣石土回填。

3.遵守露天开采的规律。开采工作而不断在空间移动,台阶工作线不断扩展推进,采场不断延伸和扩大。因此,露天台阶体的稳定控制和平台的建设等都应与采空区的高度合理衔接,利于对采空区的生产探测和穿爆处理。露采中尤其要保持采矿和剥离工作的协调发展,遵循矿山工程的延深速度与工作台阶推进速度成比例发展的规律。严格规范台阶结构。根据工程地质条件,采矿工艺和设备作用等要求,合理确定台阶结构尺寸至关重要,要严格防止高台阶的危害。

4.维护地下采空区围岩的稳定性。对地表所有塌陷坑以及废弃旧巷,实行回填平坑处理,减少围岩应力集中积累的破坏现象。

5.控制爆破震动影响。尽量控制露天生产台阶的吨级爆破药量,严格查禁地下盗采矿柱的行为。

6.结合露采穿爆进行空区处理。根据地采空区规模大小及其状态、岩性条件、顶板高度等具体情况,可选用生产穿爆崩落空区顶板,或侧向水平(倾斜)钻孔爆破或VCR法拉槽等方法处理空区,可达到消除危害的目的。

5.结论

华宇菱镁矿采取以人为本,预防为主,预防与治理相结合的原则,在矿山建设中严格执行设计方案、规章制度和责任制,预防于细微之中。高度重视地下采空区对生产的影响,通过采用采空区围岩工程地质分区危害控制技术,对已查明的采空区采用深孔爆破法崩落大量矿石充填采空区,保证安全生产取得了显著的效果。

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中图分类号：TD322+.1 文献标识码：A

前言

东荣矿区2006-2010年事故情况分析显示，发现顶板事故是本地区煤矿的主要灾害之一。冒顶事故的发生，多与矿山地质条件、生产技术和组织管理等多方面因素有关，其中自然地质环境和恶劣的地质条件是产生顶板事故的根本原因。通过剖析地质构造与顶板的关系，总结出以“科学预测，事先防范”为基本原则的顶板事故防治措施，正确指导煤矿安全生产工作。

1 东荣矿区地质构造特征

1．1 地质构造特征

东荣矿区地质构造复杂，区内断层、褶曲发育，伴生的小断层、小褶曲多，岩浆岩零星分布。由于地质构造的作用，使该区煤层的赋存状况极为复杂，煤层的稳定性极差，形态万千、煤厚悬殊，煤层顶底板出现不协调起伏，围岩破碎，容易引发冒顶事故，不利于安全生产。

1．2 煤层顶底板特征

东荣矿区煤层顶板主要特征是：硬度与韧性弱，伪顶以炭质泥岩为主，厚度一般为0.1-0.3m左右，直接顶基本上以泥岩和砂质泥岩和粉砂岩为主，厚度一般为3-5m左右，老顶基上以石英砂岩、少量粗粉砂岩、砂质泥岩覆层为主，厚度20-25m，暴露后易冒落，加之受复杂地质构造的影响，顶板十分破碎，容易引发冒顶事故。

1．3 巷道围岩特征

将煤矿巷道围岩划分为5类，I类为非常稳定围岩，由较少裂隙、较少节理厚层状石英砂岩、粗粉砂岩、辉灰绿岩、石英闪长玢岩等组成；Ⅱ类为稳定围岩，由较少裂隙、较少节理厚层状粉砂岩与砂质泥岩组成；Ⅲ类为中等稳定围岩，由少裂隙，少节理粉砂岩、砂质泥岩组成；IV类为不稳定围岩，由节理、裂隙较多的泥岩与砂质泥岩组成；V类为极不稳定围岩，由节理、裂隙较发育的泥岩及松软泥岩组成。东荣矿区巷道围岩以Ⅲ类、IV类和V类为主。

2 地质构造与顶板事故的关系

2．1 断裂构造与顶板事故

由于断层的存在，使煤、岩层断开，两侧岩块相对位移，破坏了煤层的连续性。断层广泛发育于不同构造环境中，类型很多，特别是构造复杂的矿区，其断距、破碎带大小不一，对围岩破坏程度也不同，破碎带是产生顶板事故的主要部位；另外，常在断层两侧出现牵引褶曲、揉皱、挤压和破碎等现象，煤层和顶、底板中裂隙也显著增加，且常导致煤层厚度突增或压薄，生产中该部位煤层暴露后容易产生冒顶事故；还有一些顶断底不断或底断顶不断的小断层及层间滑动构造部位，由于受到构造应力的作用，围岩易脱落，且脱落面积较大，没有预兆，也易发生顶板事故。

2．2 褶皱构造与顶板事故

褶皱构造是岩层在地质作用力的影响下，产生变形而形成波状弯曲且未失去连续性的构造形态。从地质力学分析，褶曲一般是水平挤压力或水平挤压剪切力作用形成，煤层要发生塑性流动或滑动，岩层受构造应力的作用，不同部位会产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。特别是在褶曲轴部往往烈隙、节理更发育，岩层破碎，煤层暴露后吸水脱落，同时其轴部产状变化急剧，发生急剧挤压现象，回采中不易支护，易发生片帮及冒顶事故。其次褶曲轴部煤厚度易突变，掘进时易发生煤层垮落事故。

2．3 岩浆侵入与顶板事故

岩浆侵入不但破坏了煤层的连续性和完整性，而且岩浆侵入煤层所形成的岩体，其边缘极不规则，在侵人体前缘的煤(岩)层中往往出现特殊的揉皱现象，煤理紊乱，具有旋窝状褶曲等小构造。如果没有掌握岩浆侵入体分布的特征和接触变质的规律，如果支护不当，容易发生局部冒顶现象。

2．4 煤岩组合与顶板事故

经实践证实，通常易引发顶板事故的煤岩组合情况有：

围岩节理和劈理发育地段，易产生煤岩层脱落伤人，更易造成冒顶及垮帮事故；煤层伪顶完整性差，强度低，如果支护没有及时跟上，也极易产生顶板事故；岩层胶结物以泥质、粘土质为主的，容易产生顶板滑移和冒顶事故：

煤层厚度急剧变化地段造成顶板稳定性差，容易产生顶板事故；急倾斜煤层一旦发生局部冒顶时，由于顶板向下滑移，可能扩大成为大面积的冒顶；以沼泽相、泥炭沼泽相为主的煤岩组合，在原始沉积时部分沉积物的表层可能发生风化，这些地段容易发生冒顶；煤岩结构复杂的煤层中往往含有多层夹矸层，开采中易发生夹矸脱落伤人事故。

3 防治顶板事故对策分析

及时调整采煤方法，保证合理的暴露空间和回采顺序。要加强矿井地质工作和采煤方法的研究，不断改进，找出适合本矿山不同地质条件下的高效安全的采煤方法。要控制好采面顶板的稳定性，必须要有一个合理的开采顺序，严格按照由里往外由上自下的开采顺序进行作业。要根据不同的地质条件和采矿方法，严格控制采面暴露面积和采空区高度等技术指标，使采面在地压稳定期间采完。

科学合理地开拓设计、布置巷道。在充分查清矿区地质条件的基础上，井巷工程设计过程中，要避免在地质构造线附近布置巷道，因为垂直于地质构造线方向的压应力最大，是岩体产生变化和破裂的主要因素。要避免在断层、节理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。围岩的次生应力与原岩应力和侧压系数有关，应将巷道布置在顶板压力不会太集中、顶板稳定性较好的部位。

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，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。

搞好班组建设，充分发挥班组长在煤矿顶板管理中的作用。班组是煤矿安全生产工作贯彻落实的落脚点，是降低事故发生率的关键点。队长和班组长既是生产一线的指挥官、又是战斗员，接触生产一线的时间长，对井下情况、顶板情况、自然条件的变化、出现的难点问题等最早知道。必须充分发挥班组长作用，切实加强班组建设，加强班组长的培训和安全教育，提高他们的业务素质和安全管理水平，使他们在生产一线出现安全隐患时，能够正确判断，及时果断处理，避免顶板事故的发生。

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。

参考文献

[1]潘懋，李铁锋．灾害地质学[M]．北京：北京大学出版社，2002．

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新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采 历史 的老矿,地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来,华丰煤矿通过开发和推广应用新技术,紧紧围绕矿井灾害综合治理,开展了技改挖潜和 科学 管理,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。

1　矿井生产系统改造

1.1　矿井运输系统改造

为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况,自行研制应用了3条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为1部可弯曲带式输送机,顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术,减少了设备投入。

根据薄煤层实际情况,将原使用的sgw-150c刮板输送机改造为sgw-430/55型刮板输送机,槽宽由630mm改为430mm,适应了薄煤层工作面特殊条件,减少了机电事故。

1.2　通风系统改造

通风系统由原5个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通风系统稳定、合理,采掘工作面风量充足,在-210回风巷建挡风墙,形成两翼回风的通风系统;采用串联通风,降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式,构建3道密闭墙,封闭闲置巷道,提高五水平风量,保证安全生产。133229.cOm

1.3　排水系统改造

为提高矿井排水能力,由原来的-90、-270、-450、-750多级排水改为-450、-750两级排水,对主排水泵进行扩排改造,推广pj节能泵,淘汰低效水泵,增装φ325mm排水管路2210m,排水能力提高2倍,年节电耗168万kwh。

1.4　构建webmrt集成化信息体系

建立了华丰煤矿集成化信息体系,使矿井安全监测数据处理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、 企业 预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享,提高了 现代 化管理水平。

2　矿井集中化生产与单产单进的提高

华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产,为了实现矿井和生产水平的集中,将采煤队个数由7个减为4个,生产采区由4个减为2个,实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来,通过改造生产环节,推广先进技术,涌现出了年产45万t的炮采队和月掘318m的炮掘队。

在回采工艺上,大力推广毫秒爆破技术,自行研制窄型刮板输送机,下顺槽采用自移式转载机,配spj-800吊挂式皮带机运输。采用“1.1m顶梁、见三回一”支护,双抗带网护顶,推行正规循环作业,使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合,工作面单产提高1倍以上。

在掘进方面,改善钻、装、运环节,采用yt强力风动钻机,毫秒延期电雷管起爆,水胶炸药爆破进行钻爆法掘进,光面中深孔爆破,优化爆破参数,提高爆破效果;采用p-60b大功率扒装机,配合电瓶车运输,完善排矸系统,实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。

疏通生产环节,采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输,推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术,使单台设备运输长度由200m增加到1000m。

3　深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护

在回采工作面顶板管理方面,完成了回采面顶底板分类及支护形式研究,厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法,解决了网下高档普采工艺问题,实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。

在掘进顶板管理方面,先后完成了4层煤顺槽锚背网支护,粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际,开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”,研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好,为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。

4　灾害治理

(1)加大安全投入,保证资金到位,保证安全治理措施的落实施工。

(2)近几年华丰煤矿根据 自然 灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等10多项技术,有效地推动了矿井自然灾害的治理,节约资金达亿元以上。

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中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）06-174-001

矿震，在煤矿又称为冲击地压，指矿井高应力区内煤体、岩体及断层在受外界扰动瞬间失衡破坏时，释放出很大能量而引起以猛烈震动和爆发式破坏为特征的矿山动力现象。矿震是采矿诱发的矿井地震，是矿井的一大自然灾害。如今，矿震由采矿安全演化为公共安全问题，因此，全面了解我国矿产资源开采诱发矿震的状况，客观看待检测和研究现状，抓住主要矛盾和共性问题有针对性地采取应对措施，对制定矿产资源深部开采宏观战略，有效防治矿震灾害，保障公共安全具有重要意义。

一、矿震的致灾因子的分析

矿震是人为开采活动导致地下局部应力的重新分布，进而在某些部位积累的应力值超过其强度或弹性形变量的限度时突然爆裂而产生的。总结起来，矿震的致灾因子包括以下几方面的因素：

（1）开采直接引起崩塌、冒落、瓦斯爆炸等因素；

（2）开采卸载间接诱发地震，即在一定构造环境下，由于应力集中引起岩石破裂和应变能释放。长期强度的降低可诱发矿震；

（3）随着主关键层悬顶面积的扩大、应力集中程度的升高、断层活化，主关键层的破断运动导致覆岩大结构的瞬时失稳，产生强大的冲击气流。

二、矿震的监测方法

1.关键层位位移观测

关键层位位移观测法是对顶板岩层位移监测，尤其是对关键层位岩层位移的监测要经历采动影响阶段和采后影响两个阶段， 因此测区只能布置在相邻的巷道内。沿工作面推进方向可布置两个测站：一个位于推进长度的中间位置，另一个位于停采线煤壁附近。钻孔布置成同一铅垂面上的多层扇形。由于在孔内只布置位移基点，故孔径以便于施工钻孔为宜， 终孔位置应位于关键层位岩层内。

2.煤柱内应力观测

顶板的运动与煤体内应力变化是紧密相关的，监测煤柱内的应力分布便可推断覆岩大结构的运动规律，并可监测大结构的几何参数。区段煤柱与停采线煤柱内均要布置应力测点。

3.煤移观测

监测煤柱内应力与对应位置变形， 可以分析煤柱强度与变形性质，尤其是研究支撑顶板两侧煤柱随时间变化的流变性质及其对顶板稳定性的影响是至关重要的。煤柱变形观测位置应与应力计观测位置相对应，即在区段煤柱与停采线煤柱内均要进行监测，观测仪器可用数显示电脑动态仪。

4.采空区底板应力观测

在采空区底板内布设应力测点，可直观地监测分析顶板冒落后在采空区内的压实程度，进而分析顶板沿走向与倾向的结构参数及沿厚铅垂方向的离层组合运动规律。

5.电磁辐射观测

采用流动式电磁幅射仪对煤体物理力学性态进行观测，可以对煤体的完整性做出初步评价。具体做法是：在工作面回采过程中随时对超前煤壁30m范围内的煤体进行电磁幅射监测，尤其是在老顶初次来压前夕、周期来压前夕、采空区“见方”时的监测更为重要。

6.采空区气体分析法

采空区气体分析法是在回采工作面后方采空区内采取气样， 进行气体成份分析，利用氧气浓度变化规律预测预报矿震危险程度。通过试验将采空区氧气浓度指标暂定

三、矿震的防治措施

1.合理进行开采部署

煤柱：工作面之间尽可能不留设煤柱或只留设宽度极小的煤柱，以有利于采空区覆岩主关键层的运动与沉降，减少覆岩主关键层的悬空面积与采空区周围的能量积聚。

推进方向：采取从断层、褶曲轴部、采空区、煤柱开始回采的开采程序。应避免工作面向断层方向推进，将开切眼布置在断层一侧，或者将工作面沿着断层方向布置。

2.合理泻风与构筑强力堵风密闭

泄风：把冲击气浪引入专用排风井巷，排出地面。泄风井巷可用采区回风巷或矿井总回风巷替代，亦可在采区边界或矿井边界掘进专用的泄风巷或泄风井。

高强密闭：矿震压缩空气一般不超过1.0MPa，通过增加密闭强度，把压缩空气隔离在采空区内，使其在采空区内平衡是可行的。

3.覆岩主关键层下位离层注浆减沉

综放面覆岩主关键层下位离层量大，闭合速度慢，甚至可以长期存在，对主关键层下位离层进行注浆，粉煤灰在离层空间内沉淀形成充填体，减缓主键层的运动，来达到防治矿震灾害的目的。

4.坚硬顶板强制放顶方案设计

对于分层厚度大整体性好的高位岩层，可通过注水压裂弱化， 改变岩体的物理力学性质，降低岩体强度，缩短自行冒落步距，变难冒落顶板为可冒落顶板。在采场的边界，由于煤柱的支撑作用，很有可能无法自行冒落，对这一类顶板一般需要实施深孔大药量集中爆破，以改变顶板岩体的来压步距。

四、结语

矿震是地下开采中较为常见的工程灾害，给正常的生产活动带来重大危害。矿震的发生是有规律和前兆的，是可认识、监测和防治的，地震部门近几年的参与，使矿震的研究与防治工作取得了新的进展。矿震的孕育和发生具有复杂的过程，目前对其发生规律与机理的认识仍是比较粗浅的，完全有效的实现对矿震的预防与防治仍然是困难的，仍需要进行深入的研究和实践。

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中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0221-01

在我国，煤矿生产安全的现状仍然不容乐观，瓦斯爆炸、顶板灾害、矿井水灾、冲击地压、热害等常见的煤矿灾害所造成的危险依然潜伏在煤矿生产中。而顶板事故是其中主要的灾害事故，对于煤矿安全有着很大的威胁。据分析，2012年在我国发生了489例顶板事故，共造成近700人死亡，在2012年煤矿事故中占据高达47%的比重。可以看出，顶板事故是十分危害煤矿安全的。

1 掘进巷道顶板事故及频发原因

顶板事故，是指在工人对煤矿进行开采的过程中，顶板冒落，致使矿工伤亡、相关设备损坏、开采进程停止的事故。其容易发生事故的原因有以下几点。

1.1 地质构造

中国地域辽阔，地质构造比较复杂，无疑增加了煤矿开采的难度，再者，煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障，危险系数比较高。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%。另外，在煤矿生产中，瓦斯在煤层中的含量较高，稍不注意，就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置，由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起，互相影响碰撞，更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

1.2 采矿方过失

重大煤矿灾害如此多发，煤矿所处地质条件复杂固然是重要原因，但采矿方的过失才是根本原因。例如近日某矿发生的重要顶板灾害事故，9名矿工死亡，开采设备损坏，人力物力损失巨大。究其原因，便是矿工在作业过程中，不间断掘进十多米以后未遵照要求安放锚索，最终导致煤顶与岩层的分离，进而煤顶垮落形成严重顶板事故。而造成这一事故的更深层次原因有以下几个方面：矿方追求生产效益重于生产安全，在管理方面比较松弛，对工人在安全方面没有进行足够的思想教育，导致工人没有强烈的安全意识，不按照要求来进行开采作业，直接导致了这场灾害的发生；矿方安全、生产等部门没有进行有力的监督管理，没能及时发现开采现场的工人违章作业现象并进行制止，也是导致这场事故发生的重要原因；矿方没有对矿工进行严格的技能培训，并且没有科学的下达生产任务的指标及合理的安排劳动组织。同时在技术方面，对于开采过程中所用到的锚索支护技术应用的不够规范和娴熟，没有按照相关规程对作业要求进行修改，这也是造成事故发生的技术漏洞；矿方的相关领导部门没能严格遵守安全生产的要求，在安全防范方面比较重视对瓦斯的管理，而对于顶板灾害的预防没有到位，顾此失彼，也间接造成了此次事故的发生。

2 掘进巷道顶板事故预防措施

2.1 技术方面的预防措施

（1）矿方要制定健全的保证施工质量的体系，在对工程进行验收的时候严格把关，把矿、科、队、人的责任都分配清楚，出了什么问题可以具体到人，一环紧扣一环，把每个班的工程质量都纳入控制范围。

（2）积极联系相关科研院所并进行合作研究，更加深入的对锚杆、锚索支护技术进行研究，力求在开采过程中，针对各矿所处的不同的条件，在作业要求方面作出相应的技术调整，增加锚杆、锚索支护技术的合理性及科学性，进而使开采更加安全可靠。

（3）在开采过程中，对支护质量与顶板的情况进行不间断的监测，及时有效的传达反馈监测信息，并派遣专门人员分析处理监测数据，以做到一发现问题就及时解决。

（4）对开采人员进行严格的安全方面的思想教育和开采方面的技能培训，帮助矿工树立强烈的安全意识和较强的技术能力，生产、安全等部门要健全监督体系，对施工现场进行有效的监督，坚决杜绝违章作业的现象。

2.2 管理方面的预防措施

（1）严格制定管理制度。

矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、《煤矿设计规范》等相关规定，而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验，因为不同条件必须不同对待，务必使作业规程、作业措施等符合规定，更加的具有科学性，能对煤矿生产及安全更有帮。

（2）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。

（3）合理分配人员。

矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候，一定要从实际情况出发，进行合理科学的调整并加强管理，使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝，在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

（4）重视安全防范。

矿方领导部门注重生产效益不为过，但在安全方面也要加强防范，生产过程中稳扎稳打，严格贯彻“安全第一”的要求，不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼，在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时，也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

3 结语

煤矿掘进巷道顶板事故，是煤矿生产中容易发生的灾害且会造成煤矿生产中人力物力的巨大损失，它的发生不仅是因为某些矿区地质环境的复杂，更是因为采矿方不科学不合理的操作，因此，采矿方一定要从自身找原因，吸取已发生的事故的经验，对自身从技术和管理方面严格要求，最大限度杜绝此类事故的再发生。

参考文献

篇8

中图分类号：P694 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0062-01

煤矿地质灾害就是在煤矿采掘过程中，因大量采掘井巷破坏和岩土体变形及矿区地质、水文地质条件与自然环境发生严重变化，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产的灾害。煤矿地质是出现概率较大的灾害，它不但对煤矿产业造成非常大的损失，而且还会对人们的财产和生命构成危害。为此，治理煤矿地质灾害非常紧迫，只有最大程度地减少煤矿地质灾害的出现，才可以使煤矿采掘变得更加科学、安全、有序、正常。

一、山体塌陷滑坡

1.产生原因

山体滑坡是煤炭采集区常见的地质灾害类型，灾害往往会出现在地形相对复杂的区域。当山体斜坡处的土石受到雨水的侵蚀，会造成水土融合体的移动下滑，引起山体的滑坡和塌陷。此种灾害需要满足几个必备因素；第一是地形复杂，山体多；第二是足够的降水量；第三是地质体无法提供足够的支持力。因此，煤炭开采会引起地质体发生改变，支撑力会减小，当水渗入土体后坡体强度发生改变，造成原有斜坡的角度和外形也随之改变，同时地质支撑力的作用原理复杂，内部发掘深度的提高也会造成原有力关系破坏，这些都是煤炭开采导致下滑力增加所带来的地质灾害。

2.防治方法

整治山体塌陷滑坡的措施归结起来有三种：一是消除或减轻水对诱导滑坡的影响；二是改变滑坡外形、增加滑坡的抗滑力；三是改变滑带土石性质，阻滞滑坡体的滑动。所有这些措施，都需要具体情况具体分析，有针对性地使用，才能收到“药到病除”的好效果。例如，对于由地下水作用引起的滑坡，在事先弄清地下水补给来源、方式、方向、位置和数量的基础上，主要采用截水盲沟、盲洞、仰斜钻孔等工程加以排除；对于因江河冲刷引起的滑坡，应着重修筑河岸防护工程；对于因挖方修建铁路、公路，破坏了山体平衡，采用抗滑挡墙、抗滑桩等支撑措施来恢复平衡，效果比较显著，对于因地表渗水或自然沟水补给而引起的滑坡体滑动，则宜采取地面铺砌防渗、地表排水及沟床铺砌等措施；对于因滑动带土质不良而引起的滑动，可考虑采用灌浆、焙烧等改良土质的办法，也可以采用疏干工程来减少水的作用。

二、地面沉降与塌陷

1.形成原因

在煤矿开采之后经常发生的地质灾害是地面沉降与塌陷。在煤矿开采过程中，地下开采、施工破坏了采空区围岩的初始应力场，使得采空区域的岩石发生破碎，导致出现地表位移、塌陷的现象。此外，随着煤矿采空区的不断的扩展，大量进行地下水的抽排处理，使得采空区和地下水不得不重新进行分布，由于坡度逐渐加大，就会形成面积较大的降落漏斗，最后出现地表沉陷情况。因此，煤矿引发的地面沉降与塌陷地质灾害使采掘工作更加复杂，加重了灾害的深度。

2.防治方法

（1）地面塌陷坑。地面塌陷坑多为切冒的圆柱或漏斗状，并有大量裂缝形成，应立即圈定危险区域，设立保护带，用煤矸石或黄土充填。并利用各种勘察手段，查明地下情况，对易于治理和有关联的地区再次同时进行地下治理，若地处偏僻或地下采空区范围大则划归隔离区，禁止人员进入和进行工程采矿活动。

（2）井下充填法。对于采空时间短，采空面小，顶板变形小的采空区，可利用原有巷道进行井下充填，充填材料以毛石、沙土为主，充填前，应将采空区内有害气体及积水进行排放，同时做好顶板支护。

（3）地表充填法。对于变形要求低、安全等级较低的建筑，宜通过地面打孔向采空区段充填砂砾及泥浆。根据顶板岩性、顶板上覆岩层荷载，设计充填孔口径及密度。

三、矿井突水灾害

1.形成原因

凡是井巷掘进或工作面回采过程中，接近或沟通含水层，被淹巷道、地表水体、含水断裂、溶洞、陷落柱而突然发生的突水事故称为矿井突水。这是因为井下采掘活动破坏岩层的天然平衡，采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下，通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。由于采矿时疏干排水或深降强排，产生水头差，于是灰岩地下水高水压在断层破碎带或隔水薄层地段会发生突水事故，造成突水灾害。

2.防治方法

（1）地表防治水。地表防治水是指在地面修筑一些防排水工程或者采取其他措施，防止或减少大气降水和地表水涌入或渗入矿井下。具体包括：①设计井口和地面设施基础标高时，应参考矿区历史最高洪水位来确实，以保证在任何情况下矿井不致被水淹没。当井口及工业场地内建筑物的高程低于当地历史最高洪水位时，必须修筑堤坝、沟渠或采取其他防排水措施。②当有河流通过矿区范围时，可通过河流改道或整铺河床的方法，避免河流水对矿井的潜在威胁。③当大气降水及地表水直接或间接渗透矿井采空区、采煤塌陷、陷落柱等漏水区域时，可通过修筑排水沟、用隔水材料填堵漏水裂缝等防止地表水渗入矿井下。

（2）井下防治水。①井下探放水：当采掘工作面遇到以下情况时，必须进行探放水：一是接近水淹没或可能积水的井巷、老空区或相邻矿时；二是接近导水断层、含水层、钻孔、灌浆区、溶洞或导水陷落柱时；三是接近可能与水库、蓄水池、河流、水井等相通的断层破碎带时。②井下截堵水。井下截堵水主要利用设置防水煤柱、水闸墙、水闸门等堵水设施，临时或永久地截堵住涌水，在矿井突水灾害发生时，隔离巷道或封闭采区，使某一地点突水不致危及整个矿井，减轻突水灾害的影响。

四、煤矿矿震灾害

1.形成原因

矿震，在煤矿中又称为冲击地压，指矿井高应力区内煤体、岩体及断层在受外界扰动瞬间失衡破坏时，释放出很大能量而引起以猛烈震动或爆发式破坏行为特征的矿山动力现象。矿震是采矿诱发的矿山地震，是造成矿井死亡事故的主要自然灾害之一。

2.防治方法

（1）合理进行开采部署。①煤柱：工作面之间尽可能不留设煤柱或只留设宽度极小的煤柱，以有利于采空区覆岩主关键层的运动与沉降，减少覆岩主关键层的悬空面积与采空区周围的能量积聚。②推进方向：采取从断层、褶曲轴部、采空区、煤柱开始回采的开采程序。开采过程中，应避免工作面向断层方向推进，将开切眼布置在断层一侧，或者将工作面沿着断层方向布置。

（2）覆岩主关键层下位离层注浆减沉。综放面覆岩主关键层下位离层量大，闭合速度慢，甚至可以长期存在，对主关键层下位离层进行注浆，粉煤灰在离层空间内沉淀形成充填体，减缓主关键层的运动，从而达到防治矿震灾害的目的。

（3）合理泄风与构筑强力堵风密闭。①泄风把冲击气浪引入专用排风井巷，排出地面。泄风井巷可采用区回风巷或矿井总回风巷替代，亦可在采区边界或矿井边界掘进专用的泄风巷或泄风井。②高强密闭：矿震压缩空气一般不超过1.0MPa，通过增加密闭强度，把压缩空气隔离在采空区内，使其在采空区平衡。

总之，煤矿作为能源的重要组成部分，在我国经济建设与发展过程中扮演着重要的角色。在煤炭开采过程中会不可避免的出现地质灾害，目前需要做的是通过现有的科学管理方法和技术去降低地质灾害出现的概率，降低灾害造成的损失，因此防治工作具有现实意义。

参考文献

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引言

安全管理作为企业管理的主要内容，是现代企业管理水平的重要参照。对于煤矿企业而言，采煤工作面的安全管理是煤矿安全运营的前提和重点，随着煤矿开采机械化水平的不断提高，安全管理工作越来越凸显其重要性。

1、采煤工作面的安全管理制度

调查数据显示，煤矿发生的重大事故有70%以上出现在采掘工作面，采掘工作面安全管理的重要性不言而喻，只有严苛的安全管理才能保证职工的安全生产，避免职业危害甚至伤亡事，从而保障采煤生产过程的正常进行和工作面的高产高效。

首先，严格执行安全管理制度，健全安全管理体制机制。结合工作面的具体条件编制作业规程，切实制定可行的安全管理制度，并严格贯彻执行。各采煤工作面必须建立由采煤（区）队长负责制的安全管理体制，由安全管理员，负责安全管理与工程质量管理工作，在采煤工作面形成一个系统完善，保障齐全的安全管理体系，确保采煤工作面在安全环境条件下进行生产。

其次，加强工作面支护质量管理，保证支护设备的有效支撑。要认真进行采煤工作面矿山压力监测工作，发现损坏、失效的支护设备要及时进行维修处理，确保工作面支护设备的可靠性，使采煤工作面保持良好安全的工作环境。要确保机械、电气设备的完好性，要按规定对机械、电气设备进行维护检修，保证各类设备完好性达到规定要求。如果发现设备有问题必须及时进行处理，不能出现带病运转的设备，确保采煤工作面生产安全顺利进行。工程质量还包括回采巷道的支护安全状况。采煤工作面两个出口的管理对采煤工作面的安全生产非常重要，必须保证两出口的有效断面和高度达到质量标准规定要求；按规定及时进行两巷的超前支护工作，安排专人对回采巷道支护状况进行巡查和维护，保证回采巷道支护完好和畅通，是保证采煤工作面安全生产的必要条件。

第三，加强技术创新，推广新工艺新设备。无链牵引采煤机的应用，使工作面的安全生产进入了新的阶段。采煤工作面压力监测系统，可把握支护设备的工作状态与顶板活动的规律，有效进行顶板控制。安全监测系统应用，能防治工作面瓦斯、火灾事故发生，减少瓦斯与煤炭自燃。采用先进的降尘设备与系统，可以降低采煤工作面煤尘和对人体产生的危害。要尽可能采用先进的技术设备和安全管理设施，提高工作面安全管理的水平，提高煤矿生产的安全水平。

2、采掘工作面安全技术措施

煤矿开采是在复杂的地质条件下从事采掘工作。煤矿的自然灾害时刻威胁煤矿员工的安全，生产过程中的各种不安全行为也会造成事故，制定完善的安全技术措施是防范煤矿灾害事故的基础。工作面安全技术措施主要包括：工作面生产过程中的各项安全技术措施、煤矿自然灾害事故的防治措施以及机械电器设备安全操作规定及安全技术措施。

矿井的生产必须做好以下措施：第一，工作面初采安全技术措施：开切眼支护的方式与要求，工作面支架、运输机、采煤机的安装与运输的安全措施，综采工作面安装铜室的规格与支护要求，初次放顶、初次来压工作面顶板管理措施，加强支护的方法与要求。第二，工作面周期来压防治措施：工作面矿压监测管理要求，工作面矿压的预测预报，来压期间工作面顶板支护管理的措施。第三，工作面支架移设的安全措施：移架前的安全检查和注意事项，移架操作的基本要求，支架推移质量要求，顶板破碎时的控制管理措施，采煤工作面支架的维护与检修管理制度。第四，采煤机割煤时的安全措施：采煤机运行前的安全检查规定，割煤操作基本要求，遇到特殊条件时的安全事项。结束割煤时采煤机应保持的状态，遇到设备故障时的处理方法。第五，特殊条件开采安全技术措施：主要包括结合工作面的具体条件，通过断层、中间巷和其他地质构造破碎带的顶板控制与安全管理措施。

此外，要做好工作面的灾害事故的防治，全面落实各种危险隐患：诸如煤尘防治措施、水灾、火灾的防治措施、瓦斯的防治措施以及顶板事故防治措施等的应急方案。

对于采掘机械电器设备安全使用管理措施，要注意：液压泵站启动前的安全检查要求，启动操作安全注意事项，泵站故障处理和泵站移动的安全措施等；工作面绞车安全设施的配备要求，绞车的固定方法，绞车移动的方法与安全措施等；电器设备检修时的停送电制度，电器设备防爆管理措施，安全控制设施配备及整定值的规定，电器设备故障处理方法等。

3、制定严格的采煤工作面安全管理规范与要求

各综采队应配备三名或者更多的专职质量验收人员，专门来负责工程质量的检查以及验收的工作，技术员负责对验收员进行技术质量要求的较低，并对工程质量负责。

对于顶板管理。第一，工作面控顶范围内，顶底板移近量≤100mm/m(按采高计算)；机道梁端至煤壁顶板冒顶高度≤300mm；工作面顶板不出现台阶下沉，支架前梁接顶严密，无浮石。对于工作面支护。支架初支撑力应大于规定值的80%，支架要排成一条直线，偏差不得超过正负50mm，中心距应按作业规程的要求，偏差不能超过正负100mm；支架顶梁与顶板平行支设，其最大仰角不大于7°。相邻的支架间不能有明显差错，即不超过侧护板高的三分之二，支架不挤、不咬，架间的空隙应在200mm范围内。对于安全出口。工作面上下出口的超前支护必须符合作业规程的规定。上下顺槽至工作面煤壁超前支护范围内支柱完整无缺，高度应不低于1.8m，有0.7m的行人通道并确保通畅。超前支护的单体支柱初撑力应≥50KN。对于移架放顶，控顶距应符合作业规程的要求，无空载支架。对于煤壁机道，煤壁平直，与顶底板垂直。伞檐：长度超过1m时，最大突出部分不超过20mm,长度不超过1m时，最大突出部分250mm。其次要及时移架，端面距要符合作业规程的要求，前梁接顶严密。刮板运输机应与煤壁、支架排列保持平直。对于两巷文明生产，巷道净高应≥1.8m。支柱完整无缺、无失效。行人侧宽度应≥0.7m。保证巷道内无积水、无浮渣及杂物。牌板应吊挂整齐，板面干净，填写正确、清楚。材料设备存放整齐，并有标志牌。对于煤炭回收及煤质，回采率达到规程要求。顶底煤留设按作业规程规定检查，严谨割顶、割底。对于安全管理。支架高度要与采高相符合，不得超高实用。支架不漏液、不串液、不卸载。支架垂直顶底板，歪斜不超过5°。行人跨越输送机的地点要有过桥，小绞车要有牢固的压戗柱或地锚。

参考文献

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中图分类号：TD8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0149-01

在我国，煤矿生产安全的现状仍然不容乐观，瓦斯爆炸、顶板灾害、矿井水灾、冲击地压、热害等常见的煤矿灾害所造成的危险依然潜伏在煤矿生产中。而顶板事故是其中主要的灾害事故，对于煤矿安全有着很大的威胁。经统计，巷道顶板事故死亡率为80%以上，可见巷道顶板事故的严重性，为了保障工人的生命安全，必须采取预防措施，降低事故发生概率。由于巷道周边岩石应力较大，围岩本身又比较软弱，所以过强应力很容易使围岩破碎，必要的预防必不可少。巷道事故发生影响因素较多，事故预防必须全面考虑，做好有效预防，以此为工人生命提供保障。

1、煤矿掘进巷道顶板事故预防的重要性

安全是煤炭事业发展的基石，是煤矿顺利开采的前提。煤矿一旦发生重大矿难事故，不仅会给社会带来不良影响，更会给伤者家庭带来打击，给国家带来损失，另外，事故的发生给企业带来的负面影响不可预期，煤矿事故影响巨大。煤矿掘进巷道顶板事故是目前煤矿事故中死亡率较高的事故之一，对煤矿掘进巷道顶板事故必须给予相应的重视。我国是煤炭采矿大国，虽然在煤炭开采方面已经取得了一定成绩，但实际上我国煤矿开展不论是开采技术上、还是开采设备上都与发达国家有着一定距离，并且煤矿开采环境较为恶劣，这都增加了煤矿事故预防难度。煤矿事故制约着煤炭企业发展，做好煤矿事故预防不仅是为了企业利益着想，更是为了施工人员生命安全着想，煤矿掘进巷道顶板事故预防具有重要意义。煤炭企业想要在未来的市场中站稳脚步，必须保证煤矿安全，煤矿掘进巷道顶板事故预防势在必行。

2、煤矿掘进巷道顶板事故发生的主要原因

2.1 地质构造

中国地域辽阔，地质构造比较复杂，无疑增加了煤矿开采的难度，再者，煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障，危险系数比较高。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%。另外，在煤矿生产中，瓦斯在煤层中的含量较高，稍不注意，就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置，由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起，互相影响碰撞，更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

2.2 采矿方过失

重大煤矿灾害如此多发，煤矿所处地质条件复杂固然是重要原因，但采矿方的过失才是根本原因。例如近日某矿发生的重要顶板灾害事故，9名矿工死亡，开采设备损坏，人力物力损失巨大。究其原因，便是矿工在作业过程中，不间断掘进十多米以后未遵照要求安放锚索，最终导致煤顶与岩层的分离，进而煤顶垮落形成严重顶板事故。而造成这一事故的更深层次原因有以下几个方面：矿方追求生产效益重于生产安全，在管理方面比较松弛，对工人在安全方面没有进行足够的思想教育，导致工人没有强烈的安全意识，不按照要求来进行开采作业，直接导致了这场灾害的发生；矿方安全、生产等部门没有进行有力的监督管理，没能及时发现开采现场的工人违章作业现象并进行制止，也是导致这场事故发生的重要原因；矿方没有对矿工进行严格的技能培训，并且没有科学的下达生产任务的指标及合理的安排劳动组织。同时在技术方面，对于开采过程中所用到的锚索支护技术应用的不够规范和娴熟，没有按照相关规程对作业要求进行修改，这也是造成事故发生的技术漏洞；矿方的相关领导部门没能严格遵守安全生产的要求，在安全防范方面比较重视对瓦斯的管理，而对于顶板灾害的预防没有到位，顾此失彼，也间接造成了此次事故的发生。

3、掘进巷道顶板事故预防措施

3.1 技术方面

1）矿方要制定健全的保证施工质量的体系，在对工程进行验收的时候严格把关，把矿、科、队、人的责任都分配清楚，出了什么问题可以具体到人，一环紧扣一环，把每个班的工程质量都纳入控制范围。

2）积极联系相关科研院所并进行合作研究，更加深入的对锚杆、锚索支护技术进行研究，力求在开采过程中，针对各矿所处的不同的条件，在作业要求方面作出相应的技术调整，增加锚杆、锚索支护技术的合理性及科学性，进而使开采更加安全可靠。

3）在开采过程中，对支护质量与顶板的情况进行不间断的监测，及时有效的传达反馈监测信息，并派遣专门人员分析处理监测数据，以做到一发现问题就及时解决。

3.2 管理方面

1）严格制定管理制度。矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、 《煤矿设计规范》等相关规定，而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验，因为不同条件必须不同对待，务必使作业规程、作业措施等符合规定，更加的具有科学性，能对煤矿生产及安全更有帮。

2）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。

3）合理分配人员。矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候，一定要从实际情况出发，进行合理科学的调整并加强管理，使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝，在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

4）重视安全防范。矿方领导部门注重生产效益不为过，但在安全方面也要加强防范，生产过程中稳扎稳打，严格贯彻“安全第一”的要求，不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼，在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时，也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

4、结语

煤矿事故预防意义重大，关系着企业稳定和国家经济发展，关乎着每一位施工人员的生命安全，煤矿掘进巷道顶板事故预防必须引起高度重视，并采取有效措施进行预防，最大限度减小事故发生的可能性。

参考文献：

[1]鞠路超，史继武，梁俊岭.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化设计[J]. 能源与节能，2013，02：38-40.

[2]宋晓彪.煤矿掘进巷道顶板事故分析及预防措施[J].科技风，2013，17：148.

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中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0192-02

1 水文地质概况

1.1 充水水源

183下04工作面回采过程中主要充水水源为3上、3下煤层间的砂岩水、183上04采空区积水、183上05采空区积水及3上采空区动态补给水。

1.2 相邻工作面涌、积水情况

工作面上方为183上04、183上05和183上03采空区，三个工作面涌、积水情况如下：

（1）183上04工作面回采期间最大涌水量58m3/h，正常涌水量30m3/h左右；回采后根据工作面形态，采空区内存在2处积水区（1841、1842积水区），已对2处积水区进行了疏放。（2）183上05工作面回采期间面前未见明显涌水；回采后根据工作面形态，采空区内存在3处积水区（1851、1852、1853积水区），已对1851、1853积水区进行了疏放。（3）183上03工作面回采期间面前未见明显涌水；根据工作面形态，目前采空区内存在1处积水区（1831积水区），该积水区对183下04工作面回采无影响。

1.3 涌水形式及通道

预计183下04工作面回采期间涌水形式为顶板淋水及采空区涌水，以采空区涌水为主，采空区涌水是工作面防治水重点，工作面采后形成的导水裂缝带为主要充水通道。

1.4 涌水量

工作面受3下煤层顶板砂岩水影响，顶板砂岩富水性不均一，且工作面上部为183上04、183上05、183上03采空区，采空区底板裂隙积水存在通过导水裂隙进入工作面的情况，另外，目前183下04辅顺机尾放水孔出水及顶板淋水量15m3/h左右，预计183下04工作面最大涌水量为150m3/h，正常涌水量50～80m3/h。

2 涌水对工作面回采的影响

工作面地层整体为南北高中间低，向西倾伏的向斜构造，局部发育次级宽缓的波状起伏，且胶顺高、辅顺低，工作面涌水自辅顺排出。由于工作面走向较长、煤层倾角变化较大，工作面两顺槽低洼点多，辅顺及联络巷低洼点处为工作面防治水重点。

辅顺最大排水高差41.9m，排水距离2043m；胶顺最大排水高差42.6m，排水距离1794m。

3 防治水措施

3.1 排水系统安装

（1）排水管路安装。严格按最大涌水量的1.5倍安装排水系统，并备足、备齐排水相关组件，确保排水系统动态完好，两顺槽排水点实现双回路供电。①掘进期间，在胶顺安设1路φ108mm排水管，辅顺安设1路φ159mm、1路φ108mm排水管，所有排水系统保留，并完好。②183下05胶顺安装两路φ159排水管（2×860m）。③若生产前183下05胶顺及泄水巷未形成，则在183下04辅顺4#排水点至溜煤眼处增加1路φ159排水管1000m。（2）183下05胶顺及集水池。为降低工作面排水难度，减小涌水对回采的影响，需超前施工183下05胶顺及泄水巷，并在183下05泄水巷西头施工集水池，规格（长×宽×深）20m×1.5m×1.0m，安泵、形成排水系统。（3）排水池施工。两顺槽设计施工17个集水池，辅顺8个集水池、胶顺9个集水池，联络巷以南段集水池靠外帮施工、以北段集水池靠外帮施工（辅顺1#、2#、8#集水池已靠西帮施工，胶顺2#、3#、5#、7#集水池已靠东帮施工、6#集水池已靠西帮施工）；辅顺3#、4#集水池为沉淀池，3#集水池规格（长×宽×深）10m×1m×1m，4#集水池规格（长×宽×深）20m×1.2m×1.0m， 3#、4#集水池中间施工隔离墙，其余集水池规格（长×宽×深）2m×0.8m×0.6m，并加工盖板，开关放置于不低于0.5m的支架上。（4）排水沟施工。辅顺在3#排水点以北至6#排水点，靠东帮施工排水沟，长度960m，水沟尺寸为0.4m×0.4m。（5）排水泵安装。在183下04两顺槽12个排水点和泄水巷内安装排水泵及相关配件，具体根据生产技术科设计室设计安装。

3.2 工作面水文物探

为查明183下04工作面顶板砂岩富水性，圈定顶板砂岩富水区域，开展工作面水文物探。本文不再对工作面水文物探做详细介绍。

3.3 施工顶板砂岩放水钻孔，疏放顶空水、减少顶板涌水峰值

（1）顶空水疏放。疏放183上05、183上04采空区积水，1851积水区设计2个放水孔，1853积水区设计1个放水孔，1841积水区设计2个放水孔，共需施工5个，具体以探放水设计为准。（2）顶板富水区探放。在两顺槽内每隔200m施工2个探孔，每个孔深50m，共40个，具体情况根据物探圈定富水区成果进行优化。

3.4 过钻孔

工作面内有C2-5、C3-11钻孔，封孔质量均合格，回采过程中，在钻孔附近加强观测，如有异常及时汇报，并采取探查措施。

3.5 排水重点区段

（1）工作面整体为南北高中间低，向西倾伏的向斜构造，局部发育次级宽缓波状起伏，当工作面出现涌水时，涌水全部汇集至辅顺端头，并经辅顺排水点排水泵排出，因此，辅顺及联络巷低洼点处为工作面防治水重点。（2）初次来压和周期来压。由于受顶部老空区影响，工作面在初次来压和每次周期来压阶段是工作面重点防治水阶段，工作面在回采过程中要加强矿压观测工作，及时分析采场应力分布状况，准确掌握工作面初次来压、周期来压步距。

4 结语

近些年，不断有新的装备及技术应用于矿井开采过程中，矿井可开采的深度不断增加，随之而带来的矿井水灾害的危险也越开越大，煤矿井下突水事故频繁发生。在矿井生产管理过程中，对矿井水文地质情况进行详细的分析研究，制定出一套切实可行的井下防治水措施，对保证矿井的安全生产具有很重要的意义。

参考文献：

[1]王国州，张晓，林成刚.矿井防治水探析[J].山东煤炭科技，2011，06：171.

[2]吕秀娟.华恒公司矿井综合防治水工程技术研究[J]. 山|煤炭科技，2010，05：172-173.

篇12

通常把由开采过程而引起的岩移运动对支架围岩所产生的作用力，成为矿压。冲击矿压一直是威胁三河尖煤矿安全生产的重大自然灾害之一。伴随着开采深度的不断增加和开采强度的不断加大，矿压显现加剧，为此冲击地压等煤炭动力灾害也日趋严重，对深部煤炭资源的安全高效开采造成了巨大威胁。目前比较成熟的煤矿顶板动态监测系统和矿压管理专家系统，实现了工作面顶板压力动态在线监控，并能及时进行工作面周期来压分析，对工作面顶板管理及时进行预测预报，指导区队有效控制顶板。

煤矿矿压的成因及其分布

冲击矿压是矿山开采中发生的煤动力现象之一，这种动力灾害通常是在煤力学系统达到强度极限时，聚积在矿井巷道和采场周围煤体中的弹性能量以突然、急剧、猛烈的形式释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤体抛向巷道，同时发出强烈声响造成煤体振动和煤体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落等。冲击矿压具有如下明显的显现特征：巨大破坏性；瞬时震动性；突发性。

电磁兼容技术在煤矿安全监控装备中的矿压预测中的案例应用分析

1 某某煤矿概况

某某煤矿位于鄂尔多斯市城南6km，截止2012年10月底，某某煤矿能利用资源储量256.20Mt，煤厚0-10.79m，平均4.8m，一般厚为3-6m。直接顶主要是大占砂岩，厚度0.49-36.29m；岩性为中细粗粒砂岩，岩石坚硬，岩体稳定性较好。其余直接顶为泥岩或砂泥岩互层，岩体稳定性较差。煤层底板多为泥岩、砂质泥岩、炭质泥、细砂岩、泥岩互层，岩体稳定性差。

2 电磁兼容测试原理

电磁兼容传感器的工作电路包括放大电路、检波电路、滤波电路三个部分。当电磁波被天线接收后，首先通过二极管检波，检波后得到的信号再通过滤波、放大电路，从而得到我们所需要的电压信号，电磁发生器是整个系统核心的部分。如图1。

我们针对我国煤矿冲击矿压预测的技术难题，依据电磁学理论和实验室实验，建立了煤岩体变形破坏的带电粒子变速运动的电磁兼容理论和煤岩材料破坏的弹塑脆性模型，得出了煤体变形破坏电磁兼容与煤体的应力状态存在的耦合关系，发现了煤岩冲击破坏的电磁兼容特征和规律，提出了电磁兼容预测冲击矿压的判据及预测技术，建立了电磁兼容监测冲击危险评价和分级预测预报的技术。

本文采用的KJ216-F2型煤矿顶板压力监测系统主要由接收主机、通讯主站、通讯分站、压力监测分机、离层监测传感器等组成。

3 电磁兼容技术在采煤工作面矿压预测中的应用

（1）电磁兼容预测方法

本文采用KBD5矿用本安型电磁兼容仪进行定向预测，接收频率为500kHz，有效预测距离为7-22m，采用移动式电磁兼容预测方法。预测时，风巷下帮、机巷上帮距工作面煤壁每隔10-20m布置一个测点；在工作面煤壁每隔10m布置一个测点。

（2）工作面电磁兼容区域分布

通过调查与分析，通过调查，a＼b＼c面距工作面煤壁8-20m、45-60m左右处电磁兼容值明显较高，d面仅在45-60m左右处电磁兼容值明显较高，在工作面前方第二个电磁兼容异常区即45-60m处。