矿井开采过程中的采掘工作面或在已掘的巷道内所发生的冒顶、片帮、掉矸等造成的人身伤亡和生产事故统称为顶板事故。顶板事故是煤矿五大灾害之一,掌握冒顶事故的预兆及其预防措施是煤矿安全生产的重要保证。顶板事故对矿井安全生产危害极大,据统计,冒顶事故所占的比例占其他事故的60%以上,伤亡人数占40%左右。因此,我们必须分析掌握煤矿发生冒顶事故的原因、预兆、研究有效预防措施,以降低煤矿顶板事故的发生,保证煤矿安全生产。
??????? 一、顶板事故的分类
??????? 赋存在煤层之上的邻近岩层称为顶板。煤层顶板自上而下分为老顶(基本顶)、直接顶和伪顶。伪顶是直接位于煤层之上较薄的软岩层,通常是泥质页岩、泥岩,富含植物化石,在采煤时随落煤而跨落,不易支护,容易影响煤质。直接顶是位于伪顶或煤层(无伪顶时)之上的泥岩、页岩、粉砂岩或细砂岩,具有一定的稳定性,它随回柱而跨落。老顶(基本顶)是位于直接顶或煤层(无直接顶时)之上较坚硬、较厚的岩层,多为砂岩、砾岩、石灰岩,它能在采空区较长时间内维持很大的面积而不跨落。按冒顶范围,可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类;按发生冒顶事故的力学原因,可将顶板事故分为压垮型冒顶、漏垮型冒顶和推垮型冒顶三类。
??????? 1、局部冒顶
??????? 局部冒顶是指冒顶范围不大,有时仅在3-5支架范围内,伤亡人数不多(1-2人)的冒顶。实际生产中局部冒顶的次数远大于大型冒顶事故,约占采场冒顶事故的70%,危害比较大。
??????? 2、大型冒顶
??????? 大型冒顶是指范围较大,伤亡人数较多(每次死亡三人以上)的冒顶。
??????? 3、压垮型冒顶
??????? 因支护强度不足,顶板来压时压垮支架而造成的冒顶事故。
??????? 4、漏垮型冒顶
??????? 由于顶板破碎。支护不严而引起破碎的顶板岩石冒落的冒顶事故。
??????? 5、推垮型冒顶
??????? 因复合型顶板水平推力作用使支架大量倾斜而造成的冒顶事故。
??????? 二、冒顶事故原因
??????? 冒顶事故发生的原因很多,其根本原因在于开采过程中矿山压力的活动所造成。顶板的矿山压力活动过程中发生不同程度的变形,先是沿着顶板节理出现裂隙,产生离层现象。此时,如果顶板管理不当,支护质量不好,压力继续增大,岩石变形超过弹性变形极限,就会出现断裂、垮落、片帮或局部冒顶。从发生冒顶事故的原因分析,有的属于对客观事物的认识不足,而较多的则是现场管理不善所造成。
??????? 三、冒顶的预兆
??????? 冒顶的预兆是多方面的,有声音方面、顶板上的、支架及棚子上的及煤帮上的预兆等。
??????? 1、声音方面的预兆
??????? 采掘工作面冒顶前会发出多种声音,如:采煤工作面老顶断裂时发出的鸣炮声、直接顶受压时的破裂声、掘进工作面棚子及背顶材料受压后的劈裂声等,都是冒顶的预兆。
??????? 2、直接顶上的预兆
??????? 采煤工作面直接顶在受到老顶压力后,会更加破碎,裂缝条数会增多、加宽,出现掉渣甚至下矸雨。同时,直接顶的下沉量也会增大,下沉速度加快。在掘进工作面,顶板同样会出现裂缝、掉渣、离层等,所有这些现象的出现都表明冒顶事故即将来临。