一、前言
頂板事故在煤礦生產中經常發生，冒落的形式各種各樣，冒落的原因也錯綜複雜。冒頂的的形成是由內因和外因兩方面的因素構成的。內因是煤層頂底板的地質條件，其中頂底板岩層的組合結構是決定冒頂的關鍵因素，外因是人為的不合理的頂板管理和生產技術因素。
因此，通過分析內因和外因導致頂板冒落的原因，採取相應措施，減少冒頂事故的發生。
二、常見冒頂事故的預兆
（一）區域性冒頂的預兆
1、工作面遇有小地質構造，由於構造破壞了岩層的完整性，容易發生區域性冒頂。
2、頂板裂隙張開、裂隙增多，敲幫問頂時，聲音不正常。
3、頂板裂隙內卡有活矸，並有掉碴、掉矸現象，掉大塊前往往先落小塊矸石。
4、煤層與頂板接觸面上，極薄的矸石不斷脫落。這說明劈理（即頂板的節理、裂隙和摩擦滑動面）張開，有冒頂的可能。
5、淋頭水分離頂板劈理，常由於支護不及時而冒頂。
（二）大型冒頂的預兆
1、頂板的預兆
（1）頂板連續發生斷裂聲。這是由於直接頂和老頂發生離層，或頂板斷裂而發生的聲響。有時採空區頂板發生像悶雷一樣的聲音，有人叫「板炮」，這是老頂和上方岩層產生離層或斷裂的聲音。
（2）掉碴。頂板岩層破碎下落，一般由少變多，由稀變密。在人工假頂下，掉下的碎矸石和煤碴更多（俗稱「煤雨」），這是發生冒頂的危險訊號。
（3）頂板裂隙增加或裂隙張開。頂板的裂隙，一種是地質構造產生的自然裂隙，一種是由於頂板下沉產生的採動裂隙。有經驗的老工人說：
「流水的裂縫有危險，因為它深；縫裡有煤泥、水鏽的不危險，因為它是老縫；茬口新的有危險，因為它是新生的」。人們常常在裂縫中插上楔子，看它是否鬆動或掉下來，觀察裂縫是否擴大，以便做出預報。
（4）脫層。頂板快要冒落的時候，往往出現脫層現象。檢查是否脫層可用「問頂」的方法，如果聲音清脆，表明頂板完好；如果頂板發出「空空」的響聲，說明上下岩層已經脫離。
2、煤壁的預兆
由於冒頂前壓力增加，煤壁受壓後，煤質變軟，片幫增多，使用電鑽打眼時，鑽眼省力，用採煤機割煤時負荷減少。
3、支架的預兆
使用木支架時，支架大量折斷、壓劈並發出聲音；使用金屬摩擦支柱時，活柱急劇下縮發出強烈的金屬摩擦聲，大量柱鎖變形、柱體被壓壞；使用單體液壓支柱時，大量支柱的安全閥自動放液，損壞的支柱比平時大量增加。
底板鬆軟或底板留有底夾石，丟底煤時，支柱會大量壓入底板。
4、工作面其它預兆
含有瓦斯的煤層，冒頂前瓦斯湧出量突然增大。有淋水的頂板，淋水量增加。
三、頂板事故的原因
在採礦生產活動中，頂板事故是最常見的事故，引發頂板事故的原因有：
1、採礦方法不合理和頂板管理不善。採礦方法不合理，採掘順序、鑿岩爆破、支架放頂等作業不妥當，是導致這類事故發生的重要原因。
2、缺乏有效支護。支護方式不當、不及時支護或缺少支架、支架的初撐力與頂板壓力不相適應，是造成此類事故的另一重要原因。
3、檢查不周和疏忽大意。在頂板事故中，很多事故都是由於事先缺乏認真、全面的檢查，疏忽大意，沒有認真執行「敲幫問頂」制度等原因造成的。
4、地質條件不好。斷層、褶曲等地質構造形成破碎帶，或者由於節理、層理發育，破壞了頂板的穩定性，容易發生頂板事故。
5、地壓活動。地壓活動也是頂板事故的乙個重要原因。
6、其它原因。不遵守操作規程、發現問題不及時處理。工作面作業迴圈不正規、爆破崩倒支架等，都容易引起頂板事故。
四、頂板事故的防治措施
1、掘進工作面冒頂的防治
（1）掘進工作面嚴禁空頂作業，作業規程中必須制定使用金屬前探梁的措施。在爆破前必須加固靠近工作面10公尺範圍內的支護，爆破中破壞的支架必須及時修復，必須檢查幫頂，並由外向裡逐架進行，爆破後嚴格執行敲幫問頂制度，必須進行前探支護後方可進入工作面作業。在鬆軟的的煤、岩層或地質破碎帶、斷層、等掘進巷道時必須採取前探支護或其它措施。
（2）根據掘進頭性質，選擇巷道支護方式，嚴格控制空頂距。當掘進頭遇到斷層褶曲等地質構造破壞帶，或層理裂隙發育的岩層時，棚子應緊靠掘進頭並縮小棚距，必要時還要打重柱以抗突然來壓。
（3）巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍岩的壓力。巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍岩可能的變形量相適應，盡可能做到支架與圍岩共同承載。支架選型時，盡可能採用有初承力的支架，特別注意頂與幫的背嚴背實問題，杜絕支架與圍岩間的空頂、空幫現象。
凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再施工。巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。
（4）在易發生推垮型冒頂的巷道中，要提高巷道支架的穩定性，可以在巷道的支架間用拉撐件連線固定，增加架棚的穩定性，以防推到。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架間拉撐件的強度、密度要適當加大。
（5）掘進巷道交岔點施工前，開岔口應避開原來冒頂的範圍，必須在開口抬棚支設穩定後再拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚後支架棚。當開口處圍岩尖角被壓壞時，就及時加強抬棚穩定性的措施。注意選用抬棚材料的質量與規格，保證抬棚有足夠的強度。
（6）錨桿巷道掘進時，嚴格執行敲幫問頂制度，打眼前應將頂上的險矸活石清理後，方可作業；錨網巷道掘進時，必須嚴格執行前探梁制度，嚴禁空頂作業，錨桿的長度、空頂距、錨固力、錨索間距等質量要求都必須在作業規程中明確規定；遇斷層及構造、頂板破碎時，要及時改變支護，予以加固；錨噴巷道初噴要緊跟工作面，嚴禁空頂作業，空頂距要符合作業規程的要求；採用錨噴支護的巷道必須採用光面爆破，噴漿用的砂子、石子，必須經過篩選，符合規程要求。臨時支護及時並緊跟迎頭。
（7）有水患威脅的巷道掘進必須堅持「有疑必探、先探後掘」的探放水原則。正常情況，磧頭每班打眼深度不小於5公尺；有異常現象（或已知前方有採空廢區）時，必須先進行探放水工程設計，制定探放水措施，規定好掘放安全距離；磧頭每班打探鑽眼深度平巷不低於20公尺，上山掘進時不低於40公尺；發現透水預兆時，必須立即停止作業，撤出人員，並報告礦領導處理。
（8）掘進工作面臨時停工時，巷道支架必須架設到掌子面，保持正常通風，並隨時對巷道支護變化情況進行檢查。臨時封閉時，必須對巷道支護進行加固。恢復開工時，必須嚴格執行開工檢查制度，並根據支護變化情況採取相應的措施。
2、井巷維修的頂板管理
（1）礦井在進行巷道維修前必須制定施工安全措施，確定臨時支護方式，特別對片幫加強管理。在井巷維修前應進行現場頂板鑑定，確定施工方法，採取針對性措施並向維修人員貫徹，施工中明確頂板監護人員。維修巷道要執行「先外後裡、先支後撤、先上後下、先近後遠、先頂板後幫」的原則。
（2）加強巷道巡迴檢查工作，及時除掉脫皮、危石、懸矸，對嚴重失修地段必須及時採取專門措施維護。加強巷道的修復，努力降低巷道的失修率。
（3）擴大斷面和維修井巷時，必須保證有（在發生冒頂堵塞井巷時）能撤出人員的安全出口。獨頭巷道必須由外向裡逐架進行，嚴禁維修人員進入維修地點裡側；嚴禁前後兩處同時維修；嚴禁前掘後修。傾斜巷道維修要由上向下進行。
巷道對頭維修時，兩處都必須有安全出口，距離小於20公尺時停止一處作業。發生冒頂時必須木垛接頂。更換巷道支護時，必須先加固臨近支護，拆除和架設支架應連續進行，在一架未完工之前，不得中止工作，嚴禁留尾巴工程。
（4）生產採區的巷道有連續3架失效支架或有冒頂危險時，必須立即處理，否則應停止生產。必須加強獨頭井巷維修和掘進工作面的維護，如出現斷梁折柱、歪斜、彎曲、片幫、幫頂杆脫落、低矮等情況，必須停止作業，防止發生頂板冒落傷人、堵人事故。
(5) 巷道冒頂處理時應由外向裡逐架進行，支護要牢固，要有專人觀察頂板。傾斜巷道處理冒頂時，處理人員要有護身柱或護身板。
3、採煤工作面的頂板管理
（1）採煤工作面必須按作業規程的規定及時支護，嚴禁空頂作業。所有支護必須架設牢固，並有防倒柱措施。嚴禁在浮煤或浮矸上架設支架。
嚴禁在控頂區域內提前摘柱。碰到或損壞、失效的支柱，必須立即恢復或更換。移動輸送機機頭、機尾需要拆除附近的支架時，必須先架好臨時支架。
回採工作面兩端必須使用端頭支架或增加其它形式的支護，上下順槽距工作面出口20公尺範圍內，必須加抬雙邊棚支護（拱形支架抬中棚支護）。
採煤工作面遇頂底板鬆軟或破碎、過斷層、過老空、過煤柱或冒頂區以及託偽頂開採時，必須制定安全措施。
（2）採煤工作面必須經常存有一定數量的備用支護材料。使用摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱的工作面，必須備有坑木，其數量、規格、存放地點和管理方法必須在作業規程中規定。嚴禁使用破損的坑木、損壞的金屬頂樑、失效的摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱。
在同一採煤工作面中，不得使用不同型別和不同效能的支柱。在地質條件複雜的採煤工作面中，不得不使用不同型別的支柱時，必須制定安全措施。對摩擦式金屬支柱、金屬頂樑和單體液壓支柱，在採煤工作面回採結束後或使用時間超過8個月後，必須進行檢修。
檢修好的支柱，還必須進行壓力實驗，合格後方可使用。
（3）採煤工作面必須及時回柱放頂或充填，控頂距超過作業規程時，禁止採煤。用垮落法控制頂板，切頂線必須懸掛擋矸簾，回柱後頂板不垮落、懸頂距離超過作業規程的規定時，必須停止採煤，採取人工強制放頂或其它措施進行處理。
採煤工作面採用密集支柱切頂時，必須打戧柱和叢柱或加木垛等特殊支護，兩段密集支柱之間必須留有寬0.5公尺以上的出口，出口間的距離和新密集支柱超前的距離，必須在作業規程中明確規定。採煤工作面採用無密集支柱切頂時，必須有防止工作面冒頂和矸石竄入工作面的措施。
（4）減少工作面控頂面積，加快工作面推進速度。生產實踐表明，回採工作面空間越大，支柱荷載和頂板下沉量增加越明顯。隨著頂板下沉量增加，頂板逐漸出現裂隙、剝落以致冒頂。
工作面推進速度對頂板下沉量和冒頂影響也很大，尤其對鬆軟頂板影響更大。由於工作面進度慢，頂板下沉量大，木支架折損多，金屬支架上的壓力大，容易造成冒頂。而加快工作面推進速度，情況則相反。
減少工作面控頂面積的主要措施有：合理安排回採工藝，縮小空頂距，選用適宜的採煤裝置，減少無支柱空間、煤壁片幫，及時處理懸伸頂板等。
加快工作面推進速度的主要措施有：及時支護，必要的超前支護，合理安排工序和勞動組織，實行正規迴圈作業，合理裝藥放炮減少崩柱等。
五、結束語
安全第一是煤礦生產的一項基本方針，搞好頂板管理是貫徹執行這一方針的重要環節。煤礦各級領導和全體職工必須正確處理生產與安全的關係，堅持安全生產。
煤礦企業要加強採掘工作面現場支護質量，及時消除隱患。掘進工作面要按照《作業規程》要求落實好前探支護措施，採掘工作面嚴禁空頂作業。加強現場安全檢查，發現事故隱患要盯住不放，及時採取措施處理，確保消除在萌芽狀態。
1 李志成方伯成：《煤礦地下開採》 雲南大學出版社2009版
2 黎大明粟才全：《煤礦工人崗位安全技術培訓教材》 湖南人民出版社2006版
3 《煤炭安全規程》
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