煤矿井下开采中的采面顶板管理分析

来源 :安家(建筑与工程) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangtuming
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  摘要:当前新闻中报道的在煤矿开采中发生的安全事故屡见不鲜,安全事故已经成为煤矿开采中关注的重点问题。在当前报道的事故当中由于采面顶板造成的事故最多,因此加强煤矿井下开采中的采面顶板管理工作成为当前煤矿开采中的关注和研究重点。本文对煤矿井下采面顶板管理工作进行了简介,并对事故发生的具体原因进行分析,并且找到能够提高煤矿井下开采中采面顶板管理工作水平的方法,希望能有效减少煤矿开采过程中安全事故发生的概率。
  关键词:煤矿开采;安全事故;采面顶板管理;预防
  引言:煤炭是我国发展过程中不可或缺的资源,对我国经济发展起到了重要的推动作用。我国煤炭资源量丰富,煤矿井数量众多,但是在开采过程中发生的安全事故也屡见不鲜,给我国经济发展和社会造成了巨大的影响以及损失。煤矿开采工作周围的环境非常恶劣和复杂,开采过程中容易受到很多不确定因素的影响,再加上采面顶板的安全管理工作做的不到位安全事故不断发生,让相关企业和部门对采面顶板管理工作越发重视,做好采面顶板管理工作有助于煤矿开采能够顺利进行,同时保障作业人员的生命财产安全,维护社会经济的稳定性。
  一、煤矿井下采面顶板管理工作概述
  采面顶板的管理工作不是一个静态的工作,而是一个动态的过程,需要根据采矿的实际情况进行管理,因为在采矿过程中顶板的情况也在不断发生着变化。采面顶板管理工作一般都是通过现场管理从而达到安全管理的目的,在很多采面顶板事故出现前都会有预兆,如果能够抓住这些预兆能够很大程度上降低经济财产损失以及人员伤亡,以下是几个常见的预兆,可以根据此采取相应的措施。
  1.采面顶板的预兆
  顶板断裂时会产生比较清脆的声响,岩石和老顶断裂就会有沉闷的响声,如果在井下开采作业时听到异响或者由随时和煤渣持续掉落,需要作业人员紧急撤离或者找到对应的补救措施,防止出现安全事故。一般楔子可以用来辨别由地质构造造成的顶板裂缝,还可以使用击打的方式来判断顶板是否出现脱离。
  2.支护的变化
  采面顶板事故出现之前支护会发生一定的改变,如果发现液压支柱的损坏程度不断增大,就说明有可能出现较大型的采面顶板安全事故,需要紧急撤离井下开采的人员。
  3.煤层壁的变化
  矿井压力增大说明会发生采面顶板大型事故,开采过程中由于矿井的压力会导致煤层和煤质变得柔软,开采时会比正常状态下更加容易,这就是事故即将出现的预兆。
  煤矿井下对采面顶板进行管理时,要了解上述事故发生的预兆,及时补救或者指挥人员安全撤离,蒋伤亡减到最低。
  二、煤矿井下采面顶板管理工作的重要性
  煤炭是我国中非常重要的资源,与我们日常生产生活息息相关,我国的煤炭含量非常丰富,所以煤炭开采工作在我国工作量也非常大且艰巨,在开采过程中由于受到很多因素的影响可能会造成严重的安全事故,做好采面顶板的管理工作,有助于保证人们的生命财产安全,同时让开采工作更加顺利的进行,保证煤炭行业的长久稳定发展,同时维护社会生产秩序的稳定。
  三、采面顶板的分类
  1.伪顶
  偽顶的成分为碳质泥岩或者泥质岩层,有时会随着开采工作的进行发生掉落,可以暴露的范围为5~8平方米,暴露时间不能高于20分钟。
  2.直接顶
  直接顶位于伪顶的上面,由粉砂岩曾、粉砂曾还有煤层互层等组成,厚度一般在5~10厘米或者更厚,相较于伪顶来说稳定性更强。
  3.老顶
  老顶层在直接顶的上部,厚度一般在2~5厘米甚至更厚,对于工作面初始压力和周期压力的明显规律是很强烈的。
  四、煤矿井开采工作中常见的采面顶板事故类型
  1.冲垮型顶板事故
  地质比较坚硬的矿区多发冲垮型顶板事故,悬顶与冲击应力的作用,再加上很强的外力冲击就会导致顶板损坏,地质坚硬的区域更容易给顶板造成巨大的压力,导致顶板无法承受从而破损,导致冲垮型顶板事故发生,造成人员伤亡。
  2.压垮型顶板事故
  压垮型顶板事故一旦出现往往都是大型事故,尽管发生概率比较低但是破坏力很大,会造成大范围的破坏,这类事故发生的原因往往是由于老丁的周期性和初次性来压造成的,当压力过大就会导致此类事故出现。
  3.漏垮型顶板事故
  由于煤矿井内的岩层比较松散导致伪顶和在省定的胶结性非常差,所以断层和破碎带出现就很容易导致漏垮型顶板事故。
  4.推垮型顶板事故
  推垮型顶板事故是顶板事故中出现频率最高的,如果采用复合型采面顶板更容易出现此类事故。如果顶板局部断裂就很可能会出现推垮型顶板事故,且在冒顶后一般不会出现折损,而是朝着煤层的斜下方进行倾倒。
  5.局部冒顶事故
  采煤过程中出现人字劈、升斗劈等游离岩块时如果不进行及时的支护就会出现局部冒顶事故,这些游离岩块就会掉落下来。直接顶如果受到一些因素的影响后产生了裂痕,就会让顶板整体出现问题,同时支护工作如果没有做到位、棚顶不晕等因素会造成局部冒顶事故的出现。
  五、采面顶板事故原因的分析
  1.矿山压力引起的安全事故
  矿山压力就是指在采煤作用回采工作过程中,岩体表面的应力太过集中,从而导致矿山压力过大,工作面中部弯曲下沉,并出现周期来压的特征,面对这种情况如果没有及时做好防护工作就会出现冒顶事故。
  2.施工人员技术原因
  由于开采人员的就技术水平不高,在开采过程中的参数设计不合理,如工作面长度、循环的进度等都没有科学合理的进行选择,开采的顺序和技艺也不够科学,大大制约了采煤工作的效率,容易导致采面顶板暴露时间过长从而产生安全隐患。
  3.地质构造层面的影响
  不同地区的煤矿井都会面对各式各样的地质问题,比如说断层、裂隙等,其中对煤炭开采工作影响较大的就是断层,在正常开采工作中由于断层的出现就会让采面顶板受到的压力出现变化,如果没有及时发现这种情况,很有可能出现采面顶板安全事故。   4.采煤的方法不合理
  煤炭开采时工作面两端预留的空间不合理就会出现应力集中的现象,导致应力过大对采面顶板造成损坏和断裂,出现采面顶板安全事故。且在工作面布置时工作面受到的应力过高就会造成顶板应力急剧增加,主要是由于忽略了构造应力对煤矿开采造成的影响。
  5.支护技术不合理
  支护能够有效避免采面顶板安全事故的发生,在进行支护工作之前,相关部门应该根据开采环境的实际情况,充分考虑到地质、周边断层分布等情况进行支护的设计,如果仅凭借设立人员本身的经验而忽略了实际的开采环境,就会导致支护技术不合理,提高了安全事故发生的概率。
  6.支护材料不合格
  支护材料质量不达标是造成安全事故的一个重要原因,支护材料如果没有根据矿区的实际情况进行选择,就会造成支护护材料的硬度、强度等都达不到防护的需求。有些支护材料的质量并不符合设计要求,没有进行检测就进入现场使用,导致支护效果不达标,采面顶板的稳定性达不到要求。
  7.对安全出口管理工作不重视
  安全出口能够让开采人员及时撤离逃生,需要有专门的人员进行维护检查,但是目前很多开采过程中都没有重视对安全出口的管理工作,一旦发生安全事故让作业人员很难脱险。
  六、加强煤矿井下开采中采面顶板管理的有效途径
  1.预测矿山压力
  对矿山压力进行预测和管理能够有效降低安全事故发生的概率,矿区的管理部门要使用一些技术手段有效降低矿区压力,必要时还要完全消除矿区压力,从而能够提供安全的采矿环境。可以借助设备和仪器进行压力的测试,在煤矿开采中影响矿山压力的因素非常多,这就需要根据实际的施工情况选择有效的检测设备对矿山压力进行检测,为采面顶板的安全提供数据依据。
  2.选用先进的开采技术,引进先进的设备
  当前随着科学技术水平的快速发展,也需要利用先进的设备和技术来提高对于顶板的管理水平,有效提升采面顶板的安全性,降低安全事故发生的概率,同时优化支护技术以及开采技术,为顶板的安全提供有力依据。
  3.加强矿井地质研究工作,全面了解矿井地质情况
  做好地质勘查工作能够有效预防安全事故的发生,同时还可以通过对周围围岩覆岩的移动规律进行分析,制定出科学合理的开采计划,有效避开可能发生安全事故的位置,及时调整开采方法并找到安全事故的预防措施。
  4.加强采煤工作面的顶板支护工作
  顶板事故多发于一些地质情况比较特殊的区域,这些区域内矿山压力比较高,且岩体容易出现断裂。在这些区域进行煤矿开采时需要做好支护,防止破碎的岩体垮落,且为了保证支护工作的安全应该让专业知识丰富,经验老练的人员做好现场的监工和指挥工作。支护工作要严格控制空顶作业的时间和区域,知乎完成后还需要对顶板的稳定性和支护的整体稳定性进行检查,有效排除安全隐患。
  在支护工作开始之前还需要充分了解地质情况后设计合理的支护方案,防止由于方案不合理导致支护无法发挥其应有的效果,让支护的稳定性和可靠性得到保障。
  5.加强支护材料质量控制
  要想让支护更加牢固稳定,首先要确保支护材料质量达标,选择符合硬度、强度等方面要求的材料,在材料进场前要做好对于材料的检测工作,不合格的支护材料严禁杜绝进入施工现场。
  6.加强井下采矿中安全出口的管理工作
  作业面上下的安全出口都要有专人进行管理和维护,这样才能最大程度上保证作业人员的生命安全,并做好对安全出口的检查工作。
  结语:
  在煤矿开采过程中提高对安全工作的重视非常重要,安全问题不仅会造成人员的伤亡和财产损失,同时制约了煤矿行业的发展。煤矿事故中采面顶板造成的安全问题最多,如何有效预防并加强对采面顶板的管理是当前研究的重中之重。煤矿开采中受到诸多因素的影响所以很难完全杜绝安全事故的出现,所以加强对于采面顶板的管理工作,有助于提升开采效率同时最大化保证作业人员的生命财产安全。
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