时间：2023-10-02 08:55:51
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[关键词] 矿井； 煤层顶板； 煤层底板； 灾害分类； 防治措施
煤矿安全生产是推动煤炭科学技术发展的重要动力，特别是在煤炭开采条件的约束下，对于煤矿现场围岩-支护关系的分析与认识，借助于巷道围岩的变形规律，加强对巷道支护技术的论证，从支护方式、支护手段上来提高煤矿安全生产的稳定性与可靠性。针对煤矿顶底板事故发生率的增长，从矿井生产工艺技术实际来重新分析矿井灾害的原因，采取必要的采场、巷道围护技术与监测方法，探讨矿井顶底板灾害的主要形式与发生规律，从而提出有针对性的防范措施，确保生产安全的有序与有效。
一 文家坝二矿矿井条件
本文所选矿井为水城矿业（集团）文家坝二矿，矿井地处黔西高原向黔中丘原的过渡地带，海拔标高大部份在+1400m以上，井田呈北东-南西向分布，北部以F28（AF4）断层与文家坝一矿相接，南部以SF4断层与碾子边井田相邻。可采、和大部可采煤层有6#、7#、16#、23#、27#、30#，局部可采煤层为2#煤层。可采和局部可采煤层煤类均为无烟煤，其中23#煤为光亮型，7#、30#煤为半亮型，16#、27#煤为光亮型，2#煤为半暗～半亮型，6#煤多为半亮型，以粉状、鳞片状为主。
1.1 地质构造
井田地处阿弓向斜中段，矿区内地质构造复杂程度为中等类型，含煤地层主要是二迭系龙潭组（P2l），含煤24～44层，一般30～33层。本井田煤层埋藏较浅，阿弓向斜两翼煤层倾角差别较大，南东翼煤层赋存绝大部分平缓，一般在3～12°左右，北西翼煤层较陡，倾角在20～40°，大断层不发育，落差（或地层断距）大于20m的仅9条，其中除F2030-2逆断层位于井田中部外，其余8条都位于井田边部，或其本身就是井田边界断层（如AF4、AF7、SF4、F61等），对井田内的煤层破坏不大；小断层则较发育。
1.2 顶底板地质条件
本矿区可采和局部可采煤层直接顶板多为泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、石灰岩，底板多为泥岩、“根土岩”，因此抗压强度低，遇水易软化。此外，顶、底板岩层中发育有多组裂隙，岩体结合力差，岩层稳固性差，底板遇水易膨胀。矿井开采煤层瓦斯含量高，均具煤与瓦斯突出危险性，各煤层无煤尘爆炸危险性，煤层具有自然发火倾向[1]。
1.3 巷道布置层位特征
可采煤层分为上下二组，上煤组包括6#、7#煤层，下煤组为16#、23#、27#和30#煤层。采用分组联合布置，主平硐按91°方位、7‰坡度布置至浅部家顺和核桃坝小矿井边界，1310水平大巷沿浅部小井边界布置，待越过小井边界后1310水平大巷穿层布置至一分区井田中部，然后布置一分区轨道石门及一分区1310车场，主平硐布置在茅口灰岩中，+1310水平大巷及1310轨道石门及车场均穿层布置，受场地条件限制，一分区进风排矸斜井和回风斜井布置在一分区北西翼的大土，井筒按314°方位角、25°倾角掘至一水平通过轨道石门与1310大巷连接。在距7#煤层底板约30m的细砂岩中布置采区轨道，运输和回风上山，该层为胶结细粒硬砂岩，平均厚度14.5m，层位稳定，三条上山通过一分区轨道斜巷与轨道石门连接。为了加快施工进度和减短建井工期，在工业场地西面直线距离约2.6km处的田坝寨布置措施井。
1.4 支护方式选择
主平硐基岩段采用锚喷支护；顶底板岩性稳定（如灰岩段）采用喷浆支护，穿过煤系地层或断层带时，如岩性较差，可采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护[2]，井颈段采用钢筋混凝土支护。一分区排矸进风斜井、一分区回风斜井基岩段采用锚喷支护，岩性较差段采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护，井颈段采用钢筋混凝土支护[3]。+1310水平大巷、井底车场、11采区运输上山、11采区回风上山、11采区轨道上山及底板瓦斯抽放巷等岩层巷道，一般采用锚喷支护，如岩性较差，可采用锚网喷+锚索+注浆或联合支护。井下消防材料库、爆破材料发放硐室、等候硐室、采区变电所及躲避硐采用锚喷支护。煤仓、矸石仓、溜煤眼、溜矸眼、引风道及安全出口采用钢筋混凝土碹支护；工作面开切眼采用单体液压支柱支护[4]。
二 文家坝二矿顶底板灾害因素分析
2.1 主采煤层顶、底板岩性及稳定性分析
根据文家坝二矿地质报告来看，主要可采煤层6#煤层顶板主要为粉砂岩、粉砂质泥岩、砂质泥岩、细砂岩，加之各处受断层影响程度、节理发育程度、层理胶结强度各异，其稳定性具有复杂多变性[5]。6#煤层直接顶综合厚度与采高的比值K为0.8～2.67，其值介于周期来压强烈和无周期来压之间，在一分区统计的122个钻孔中有12个点为石灰岩，占9.8%，一般厚度为0.45～4.14m，平均厚度为1.92m；对7#煤层直接顶、底板岩性分析，煤层K值为0.21～5.78，在一分区统计的76个钻孔中有18个点为石灰岩，占23.68%，一般厚度为0.5～2.21m，平均厚度为1.33m，说明6#、7#煤层为周期来压强烈顶板，需要采取强制放顶措施来增强工作面支护安全。
2.2 对来自矿井地质因素的灾害分析
2.2.1 地质断层条件下对工作面的影响
由于受到地质挤压、拉伸，以及剪切力的影响，对于地质断层的出现所引起的局部采煤工作面的危害是十分复杂的，当断层与工作面的夹角越小时，其造成的顶板冒顶的危险更大，尤其是倾斜断层[6]。本矿井区域断层发育较高，结合勘探中的三围地震法、地质雷达、地质构造超前探测仪等仪器的使用，以最大化的了解地质特征，避免诱发冒顶事故。
2.2.2 地质褶曲与挤压对工作面的影响
从煤矿生产实践来看，对于大褶曲构造，往往影响煤层的倾角，而对于工作面压力的影响不是太大，相反，对于小褶曲，当褶曲倾向与工作面一致时，对于采空区出现的垮落岩石的影响，则很容易使得矿井顶板发生局部冒顶[7]。同时，挤压作用导致的对顶板岩层形成离层或破断，极易引起顶板短时急剧下沉现象，从而增加了冒顶的危险性。
2.2.3 节理、裂隙对工作面的影响
从对矿井中出现的节理与裂隙分析可知，人字形与草帽型节理裂隙较为常见，由于顶板受到来自裂隙长轴推进方向的作用力，如直立裂隙对直接顶的切割，从而造成顶板的下沉或水平移动，很容易诱发岩层水，使工作面出现掉碴或淋水；同时，直立裂隙还能够改变直接顶的垮落步距，造成老顶的大面积垮落。而对于斜裂隙，对于采空区造成片帮，对于煤层则造成伞檐或探头煤，给顶板管理增加困难[8]。
2.2.4 层理与破碎带对工作面的影响
层理是由于地质岩层的沉积而形成的岩层分界面，极易对于煤矿采动过程产生离层裂隙，其对工作面支架产生横向推力，容易引起支架的歪斜和倾倒，导致冒顶。而破碎带主要因地质原因而形成的工作面岩石或煤层破碎的现象，也给顶板管理带来困难。
2.2.5 采动裂隙对工作面的影响
采动裂隙主要与煤壁的支承压力有关，对于与工作面平行的煤壁裂隙，很容易在压力裂隙与节理裂隙相互作用下造成楔形岩块，从而诱发局部冒顶，而当工作面与节理方向一致时，容易加大裂隙的宽度，从而诱发大面积冒顶。
2.2.6 顶、底板岩石的物理性质的影响
从顶底板围岩的物理力学性质来看，岩石的厚度、硬度、层理、裂隙等因素是造成顶底板危害的重要原因，特别是对于老顶岩层坚硬，大面积开采所形成的悬露，一旦达到强度极限，极易造成岩层断裂而形成周期来压。
2.3 对来自矿井生产作业的灾害分析
2.3.1 开采深度的影响
开采深度直接影响原岩压力大小，造成巷道或工作面周围岩层内支承压力发生变化，从而对矿山压力影响明显。本矿井开采标高范围为+1900～+1100m。开采深度800m。首采工作面回风水平标高+1479.1m，但随着采深增加，采面或巷道支承压力必然增加，随着深度的增加，巷道围岩的“挤、压、膨”现象更为严重，从而导致煤壁片帮及底板鼓起的机率增加，由此也可能导致支架载荷增加[9]。
2.3.2 采高与控顶距的影响
对于于顶底板移近量的计算与采高与控顶距密切相关，采高越大，采出的空间越大，必然导致上覆岩层破坏严重，就单一煤层开采时的冒落带与导水裂隙带的总厚度与采高基本上成正比关系。如公式所示：SL=η×M×L（其中，SL表示岩层与顶板下沉量；L表示控顶距；M表示采高；η表示下沉系数，一般取0.025～0.05）。通常来说，对于最大控顶距与放顶宽度来说，放顶距小，顶板放不下来，会增加压力，放顶宽度太大，采空区垮落面积太大，容易撞倒支架，引起冒顶[10]。
2.3.3 生产工序和工作面推进速度的影响
推进速度快意味着回采工作面停滞时间短，顶板岩层下沉量小，一般来说，顶板压力也较小，反之，推进速度慢，工作面顶板下沉量大，顶板压力也会增大。结合矿压实测资料来看，落煤与放顶是工作面顶底板移近速度影响最大的工序，因此，缩短循环时间，加快工作面推进速度是有效改善工作面顶板管理的重点。
2.3.4 上部煤层残留煤柱及支护方式的影响
对于来自上部煤层的残留煤柱所形成的压力集中，很容易对巷道掘进与维护带来影响，同时，不同初撑力支架对于防范直接顶离层冒落具有不同的效果，如初撑力小的支架容易造成动压强烈而形成顶板破碎；不同特征、不同特性的支架应避免混合使用。
三 文家坝二矿顶底板灾害管理与防治措施
3.1 对顶板冒落灾害的防治措施
局部冒顶事故虽然范围较小，但由于随机因素较为复杂，往往比大型冒顶事故危害更大，因此需要从采、支等环节加大防范措施，以减少局部冒顶的发生率。对于镶嵌型顶板局部冒顶事故来说，因其与地质结构有关，多发生在放炮后，因此需要加大地质勘探力度，制定完善的支护方式与支护作业规程，严格避免无支护区冒险作业。对于局部出现的空顶、空洞现象，从支护方法上采取超前支护，先掏梁窝，先挂顶梁，对漏顶问题必须封堵，如打撞楔、泡漠塑料、木材封堵等。对于隐地质断裂而形成的带层带冒顶事故，要结合断层面与煤层的夹角来判定易冒顶区，如对于正斜逆断层形成的“煤沟”与“煤尖”，一种方法是开采“板尖”，丢弃底部煤，另一种是开采“底尖”，拖住“煤沟”；对于正斜正断层形成的易冒顶区，以打下盘的煤，挑上盘的顶，加固下盘易冒顶区为好。在加强断层带冒顶事故的预防措施上，重点加大关键部位的锚固，防止沿断层面离层滑移的现象产生，增强抗拉、抗弯和抗剪强度，如采用局部用木锚杆锚固并全段使用混凝土锚固剂或树脂锚固剂，锚杆间距300～400mm。
对端头冒顶事故的分析，从防治措施上，需要采用单体液压支柱方式来提高端头支架的稳定性，同时，增加支护密度，引入特殊支架如木垛等，针对顶板离层滑移问题，可以对上出口以下3～8m范围内也用锚杆锚固，减少端头冒顶的可能性。对于巷道冒顶事故的发生，从矿山压力影响的主要因素出发，就开采深度、岩体初始应力状态，巷道断面与支护上，来分析围岩变形的承载力与内粘结力[11]。在防治措施上，加强对地质条件的动态监测，确定巷道围岩的不稳定地段与运动时间，分析与总结不同类型的事故原因，充分利用巷道断面，设计采取椭圆+圆形设计，煤仓断面采用喷浆、砼锚网喷支护，底板瓦斯抽放巷、材料斜巷、轨道斜巷、采区变电所联络巷采用直墙半圆拱断面，采用全断面锚网喷支护。
3.2 对坚硬顶板垮落灾害的防治措施
对顶板活动规律进行全面观测是有效控制顶板垮落灾害的有效途径，如搞清初次来压步距、初次冒落层次和厚度、周期来压步距等，从而选用科学的支护设计，确保初撑力要求，对于由坚硬岩石组成的直接顶，当达到人工强制放顶要求时，为减少威胁，必须加强人工强制放顶。
3.3 对开采中冲击地压的防治措施
从冲击地压的产生原因来看，不仅与地质因素有关，如采深越大，岩体的应力越高，所形成的变形和弹性潜能也越大，同时，对于地质褶曲、断裂，以及煤层倾角与厚度的变化，也容易促发冲击地压的产生[12]。因此在防治上，尽量选择无冲击地压或弱冲击地压的煤层进行开采，对于未受保护的煤层，必须采取放顶卸压、煤层注水、打卸压钻孔、超前松动煤体等措施；在对巷道进行支护时严禁使用混凝土等刚性材料；对于严重冲击地压煤层的开采，所有巷道应布置在应力集中圈，对于双巷掘进时，平行巷道间距不得小于8m，联络巷道应与平行巷道垂直；加强巷道冲击地压的预测预报工作，制定专门的安全技术防范措施，确保矿井安全生产。
4 结语
煤矿灾害的预防和防治是一套系统的工程，通过对贵州文家坝二矿影响顶底板安全性与稳定性的灾害因素进行分析，特别是针对“锚网喷注一体化”巷道支护技术的应用，从支护方式与手段上来强化采场、巷道的围护有效性，并依据不同顶底板条件，及早发现失稳征兆与隐患，切实减少因岩体及支护因素而造成的变形、破坏、塌落等顶底板事故。
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关键词：中小煤矿；浅埋薄基岩；长壁留煤柱
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
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【关键字】柠司煤矿；地质灾害；防治策略
引言
随着社会经济的高速发展，人们的生活需求不断提高，现代人类活动也已经成为强大的地质营力作用到自然地质环境中。自然地质灾害和人为造成的地质灾害的危害越来越突出，给人们的生活带来严重影响。下面重点介绍柠司煤矿的主要地质灾害类型及其相应的防治措施。
柠司煤矿开采对矿区环境的影响主要表现在由地下开采所造成的地面开裂及塌陷，沟缘崩塌、滑坡，泉水枯竭，河水断流以及区域地下水位的下降；周边矿山剥离堆土和矿渣堆积而占用土地以及淤塞河道而造成山洪或矿山泥石流发生的危险在水文地质条条件不明进行采掘活动时还可发生突水灾害；当临近老窑采空区周围区域进行采掘活动时还可发生透水、有害气体中毒等灾害
一、柠司煤矿开采可能引起的地质灾害类型
（一）地面塌陷与地裂缝
柠司煤矿为采用地下开采的煤矿，由于煤层开采后采空区上覆岩土体冒落、弯曲变形并产生裂缝等而在地表发生大面积变形破坏，形成矿区地面变形地质灾害。表现面状下沉的地面塌陷和线状分布的地裂缝。
地面塌陷与地裂缝不仅破坏土地资源，影响农业生产，在沟谷边缘处还易造成崩塌、滑坡等地质灾害，影响正常的生产和生活。据初步统计，目前柠司煤矿因采动造成的地表塌陷面积已达1000公顷。
（二）地压灾害
地下采煤的过程中，同时要维护顶板和围岩稳定。如果对地下硐室不及时进行支撑和维护或维护质量不过关，则硐室围岩就会在地应力的作用下发生变形或遭到破坏。当工作面过断层、冲刷等地质变化时，在初采初放、末采过程中，尤其是当煤层顶板兼为软岩或复合顶板时，矿山压力表现明显，在地应力作用下，常造成顶板离层、切顶、下沉和垮塌，甚至造成采场大面积冒顶等地质灾害。
（三） 矿井突水
矿井突水是煤矿开采中发生的严重并常见的地质灾害之一。煤矿建设及生产过程中，因对地质及水文地质条件不明或资料掌握的不确切，也会发生突水灾害。柠司煤矿在建井期间曾在施工主副斜井时因对所穿越的煤层火烧区资料掌握不细，对灾害估计不足，虽预先对围岩进行了加固处理，仍然发生过小到中等突水； 由于对矿井南翼水文地质条件认识不够，在南翼首采面投入生产时也曾经发生过较大的突水灾害，严重影响着煤矿的安全生产和经济效益。
（四）老窑采空区威胁
在柠司矿井中部河道两侧原分布有多达15个有采矿权证的地方小煤矿， 2009年，政府将这15个小煤矿进行了整合。目前柠司矿井北翼东临两个整合后的地方煤矿，井田南翼东部河道以南保留两个地方煤矿。
当采掘活动接近这些煤矿开采形成的老空区时，会受到与老窑贯通而发生透水、有害气体溢出等危险。
同时本矿采空区积水也成为采掘生产的潜在威胁。
（五） 煤层自燃
柠司煤矿所采煤层属侏罗纪中等变质的易自燃煤层，当氧气、温度等条件允许时，可发生自燃。由于矿井埋藏浅，采动裂缝往往与地表贯通，当采空区通道封闭不及时等因素同时作用时，可发生采空区散落的煤炭发生自燃的危险。
二、柠司煤矿地质灾害的防治措施
（一）查明矿区的地质及水文地质特征，提前做好减灾防灾工作
查明矿区内的地质及水文地质特征，寻找出隐蔽至灾因素，认识地质灾害产生的原因，及时分析出地质灾害可能的分布规律，合理规划煤矿开采活动，提前做好矿区井下地质灾害危险性评估，灾害的预测预报，及时做好防灾减灾工作。
（二）建立良好的通风系统，以降低瓦斯、煤尘及煤层自燃灾害
确保矿井通风，搞好“一通三防”工作，加强防灭火，是防治井下瓦斯、煤尘事故和煤层自燃的有效预防措施。矿井应配足风量，实行机械通风、分区通风、上行通风；禁止携带烟火等易燃物品入井，必须选用煤安、防爆型的电器设备；放炮前后必须检测瓦斯；注意防灭火；建立瓦斯检查制度及时处理积存的瓦斯。及时封闭与采空区沟通的巷道，对采完的工作面及时封堵，注意防止漏风等。
（三）加强采场顶板支护
在矿井建立矿压监测系统，对工作面顶板压力进行实时在线监测，根据周期来压、过变化带等时的压力显示及时移动支架缩短控顶距离，加强顶板支护，减小压力作用。当工作面在初采初放阶段初次垮落步距较大，在老顶尚未垮落时，矿山压力显现明显，支柱行程常会缩短，支架被“压死”，必须保证泵站额定压力，加强支护；工作面在末采阶段，因煤柱缩小，矿山压力集中且反复作用，使得工作面支撑压力增大且顶板异常破碎，常造成煤壁片帮，采场冒顶现象，因此在保证泵站核定压力的同时，还要采取工作面顶板锚固、挂网等特殊支护方式，保证回撤安全。
（四）对地表沉陷进行调查、治理
在工作面日常生产中，及时对地表塌陷范围进行调查，并设立标志牌，圈出塌陷区范围，禁止闲散人员进入。对塌陷区及时投入，安排治理。目前公司已经对北翼一条沟谷及其部分支沟进行了沟底填实和隔水处理；对北翼东区多个工作面采空区地表沉陷、裂缝，采用人工为主配合机械对裂缝进行开挖、填土、夯实处理，恢复生态平衡。已累计投入资金近千万元。
通过地表裂缝填埋，沉陷治理，既防止了大气降水和地表水进入井下的威胁，也减小了采空区浮煤通过采动裂缝与地表大气沟通发生自燃的风险。
（五）超前探查老窑采空区
当采掘临近原地方煤矿采空区时，提前采取超前探查采空区工作，严格执行《煤矿防治水规定》“预测预报，有疑必探，先探后掘‘先治后采”防治水原则，通过物探先行，钻探验证的方法，目前已多次探到老窑采空区，确保了采掘生产安全。
（六）工作面顶板疏放水
通过南翼补勘及矿井水文类型划分工作，我矿南翼水文地质类型属复杂型，充水水源主要为风化基岩含水层水。在南翼水文条件不明朗区域，一直坚持开展工作面煤层顶板含水层钻探探查兼疏放水工作，确保了工作面开采安全。
（七）相关政府部门应加强在地质工作中的领导作用
在煤矿地质灾害治理过程中，政府部门应发挥好组织领导作用。首先，相关部门应清楚本地区的地质灾害状况，掌握地质灾害分布规律，从而推测本地区易发生地质灾害的薄弱区域以及这些地质灾害发生可能带来的的严重破坏性，据此制定出初步的防治计划和措施。其次，应坚持每年组织专家组进行灾前、灾中和灾后的检查与研究，遵循“以防为主，综合治理”的原则。最后，应完善政府部门执行法律法规的机构和体系；建立健全相关法律制度，并加强执法力度；建立并完善本地区地质灾害监测机构体系，及时掌握地质灾害动态；加强对各相关部门的协调监督管理，对存在问题的及时进行纠正，杜绝对灾害防治工作中的疏忽大意。
（八）煤矿企业应全面加强地质灾害宣传教育工作，形成全员防灾意识
做好煤矿地质灾害防治工作，必须首先要加强对员工进行防灾知识的培训、宣传教育。煤矿企业应做到广泛宣传各种防灾抗灾知识，通过各种形式的教育宣传，提高员工的灾害意识，要让员工对煤矿地质灾害有足够的认识和重视。有效帮助员工做好灾前预防，灾害发生时不慌乱、及时进行自救，提高生存能力，减少灾害损失。
论文摘要：华丰煤矿地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重威胁。近年来,通过改造矿井生产系统、建立健全灾害预测与防治体系,控制了重大灾害的发生,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。
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。
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。
(3)研究、推广应用先进的科学监测仪器和先进技术,完善监测手段,提高监测水平和质量。建成了冲击地压预测预报及定位系统、束管监测系统、微震监测系统、地面高压注浆减沉系统等,提高了灾害的防治能力。
论文摘要：华丰煤矿地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重威胁。近年来,通过改造矿井生产系统、建立健全灾害预测与防治体系,控制了重大灾害的发生,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。
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。
(3)研究、推广应用先进的 科学 监测仪器和先进技术,完善监测手段,提高监测水平和质量。建成了冲击地压预测预报及定位系统、束管监测系统、微震监测系统、地面高压注浆减沉系统等,提高了灾害的防治能力。
关键词：煤矿开采；地质灾害特性；预防措施
中国的煤矿多是通过井工方式开采，而中国的煤层大多经受了地质构造作用，开采时很容易诱发煤矿地质灾害。煤矿地质灾害的发生不仅给煤矿企业带来了巨大的经济损失和人员伤亡，还带来了恶劣的社会影响。常见的煤矿地质灾害主要有水害、瓦斯灾害、顶板灾害及地表沉陷灾害[1-3]。在很多情况下，煤矿地质灾害还会引起一些附加灾害，对矿井的破坏力极大。因此，非常有必要采取措施对煤矿地质灾害进行预防。为了更好地对煤矿地质灾害进行预防，应该认识到煤矿地质灾害的特性。本文围绕着煤矿地质灾害的特性展开分析，重点探讨了煤矿地质灾害的一些预防措施。
1煤矿地质灾害的特性分析
认识煤矿地质灾害的特性对于预防煤矿地质灾害有着十分重要的作用。通过大量的地质灾害现场分析可以发现，煤矿地质灾害的特性主要有破坏力强、发生机理不明确、持续时间不确定及防治困难。下面将进行具体分析。
1.1破坏力强
很多煤矿地质灾害发生时，都有着较强的破坏力，严重威胁矿井的安全生产。在发生煤与瓦斯突出事故时，大量瓦斯会突然涌入巷道，极大地增加了瓦斯爆炸的风险。若这些瓦斯遇到明火，则很容易造成巨大的破坏力。一方面瓦斯爆炸时产生的高温高压气体会对巷道造成严重的破坏，另一方面瓦斯爆炸时会产生大量的有毒有害气体，直接威胁工人的生命安全。随着中国煤矿进入深部开采时代，发生煤与瓦斯突出的可能性会大大增加。进入深部开采以后，若煤矿发生突水事故，则会造成严重的人员伤亡。由于开采比较深，短时间内很难打通救援通道。更重要的是，很难在短时间内排完矿井内的积水。鉴于这几方面的原因，深矿井发生水灾后危害极大。通过分析煤与瓦斯突出和矿井突水事故可以发现，煤矿地质灾害发生后具有较强的破坏力，不仅会损毁井下的设施，还会造成井下人员伤亡。
1.2发生机理不明确
煤矿灾害另一个显著的特点就是发生机理尚不明确。很多学者虽然尝试了对各种地质灾害的机理进行分析，但是没有得出统一的认识。对于煤与瓦斯突出地质灾害就已有了十几种假说，但是每一种假说只能解释特定的突出现象。煤矿冲击地压（见图1）也面临着同样的状况。虽然对于煤矿突水已经有了较为统一的认识，但是并没有找到一种合适的理论来对其进行较好的解释[4]。煤矿地质灾害发生机理不明确的主要原因有两方面：a)煤矿地质条件具有不确定性；b)煤矿开采条件对地质灾害的发生起着一定的诱导作用。
1.3持续时间不确定
煤矿地质灾害的持续时间具有不确定性，有的持续时间长，例如煤矿的地表沉陷和煤矿突水，有的持续时间较短，例如煤矿冲击地压。值得注意的是，这种持续时间的长短不是固定的，其不仅与煤矿的地质条件有关，还与煤矿的生产条件有关。例如冲击矿压发生后，还可能诱发煤矿长时间的矿震，对于这种情况很难定义其持续时间。
1.4防治困难
由于煤矿地质灾害的复杂性，对地质灾害的防治存在一定的困难。现有的灾害防治技术多是基于实践总结得到的，但在应用时需要选择合适的参数。例如对于冲击矿压的巷道，通常采用加强支护，但加强支护的方式和形式需要根据煤矿的实际情况来确定。比较典型的是，虽然A矿区已进行了大规模的冲击矿压治理，但仍时有冲击矿压发生，严重威胁着煤矿的生产安全。
2煤矿地质灾害预防措施分析
以上分析了煤矿地质灾害的一些特性，需要据此采取措施来预防煤矿开采过程中的地质灾害。在防治煤矿地质灾害时应采取的措施主要包括加强对煤矿地质条件的勘探、重视煤矿地质灾害防治技术的总结及选择合适的开采方式。
2.1加强对煤矿地质条件的勘探
很多时候，煤矿地质灾害的发生与地质条件的不确定性存在很大的关系。为此，应加强对煤矿地质条件的勘探，特别是在掘进和开采之前。由于煤矿开采的区域比较大，采用钻探的方法获取的地质资料比较有限，而且精度不高，还需要采用物探的方法进行精细化勘探。在勘探时要重点注意一些地质构造变化区，例如断层、陷落柱及煤层厚度变化较大的区域等。在勘探完成后，要将地质构造异常区标记在煤矿的采掘工程平面图上。根据异常区的分布情况，估算这些区域对煤矿开采的影响，从而采取合理的安全措施。例如，采掘工作面在过地质构造、集中应力区、煤岩顶破碎区时，必须合理分析顶板岩性，然后采取合理有效的支护措施，如注浆、架棚、注浆锚杆等，提高破碎顶板稳定性，防止顶板受力失稳导致冒顶、垮落事故的发生[5]。
2.2重视煤矿地质灾害防治技术的总结
煤矿地质灾害防治的关键在于采用合适的地质灾害防治技术。然而，现在很多的煤矿地质灾害防治技术多是根据特定条件下的地质灾害事故分析得到的，并不是对所有的煤矿都具有适用性。为了使灾害防治技术能发挥有效的作用，煤矿企业应根据自身实际情况，对一些灾害防治技术进行总结改进。只有这样，才能更好地防治煤矿地质灾害。例如在防治冲击矿压时，有的煤矿采用水力压裂效果比较好，有的煤矿采用岩层注水比较好，而有的只能采用加强支护的方式。地质条件的差异性，导致采用的防治措施也会存在一定的差异性。这就要求煤矿企业一定要根据实际情况采取合适的防治措施，否则不仅不会防治地质灾害，还会诱发地质灾害。
2.3选择合适的开采方式
在煤矿开采时，开采方式对地质灾害有着一定的诱发作用。为此，需要根据地质条件选择合适的开采方式。所谓开采方式就是工作面的布置方式和回采方式。对于具有冲击倾向性的矿井，一定要避免孤岛工作面开采；对于瓦斯含量高的煤层，一定要降低煤层开采强度，以免诱发煤层瓦斯事故；地表有建筑物或山体时，一定要控制采高，以免诱发严重的开采沉陷事故。开采方式主要影响的是岩层移动和变形的形式，而岩层运动是煤矿地质灾害的前提。
3结语
在煤矿开采过程中，煤矿地质灾害时有发生，给煤矿企业带来了巨大的经济损失。总的来说煤矿地质灾害的发生具有破坏力强、发生机理不明确、持续时间不确定及防治困难的特性。在实际生产中，应采用加强对煤矿地质条件的勘探、重视煤矿地质灾害防治技术的总结及选择合适的开采方式来防治煤矿地质灾害。研究可以为认识煤矿地质灾害及防治煤矿地质灾害提供一定的参考。
参考文献：
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［2］靳韶毅.煤矿地质灾害防治研究［J］.能源与节能，2021(1)：50-51.
［3］李云飞.煤矿地质灾害预防技术措施应用［J］.能源技术与管理，2020，45(4)：126-128.
［4］张皓莎.煤矿地质灾害特征及其防治措施［J］.矿业装备，2020(4)：106-107.
[关键词]煤矿掘进 顶板事故 事故原因 预防措施
中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0240-01
煤矿巷道顶板事故指的是矿工在采煤的时候，顶板突然冒落，最终导致采煤人员伤亡、采煤设备损坏、采煤工程停止。一般情况下，根据煤体的强度以及煤体层理发育程度，确定断面形状以及支护形式。在实际生产过程中，巷道可能出现断层，顶板容易松动或者破碎。因此，研究断面形状、支护形式对顶板事故的影响，可以改善巷道围岩的受力情况以及变形情况，有效预防煤矿顶板事故。
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 掘进巷道顶板事故频发原因
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 煤矿开采技术及管理方面的原因
当前，我国煤矿开采过程中出现顶板事故的原因除了围岩地质结构复杂之外，还包括煤矿开采过程中的开采技术以及作业管理等多个方面的原因。笔者通过对近几年煤矿巷道顶板事故发生的案例分析来看，在开采过程中导致事故发生的原因主要包括这样几个方面：①生产企业方因为注重利润而忽视采煤作业过程中的技术管理。导致在作业过程中因为安全意识和安全处理不到位而出现顶板事故；②采煤作业过程中涉事单位没有对采煤过程进行严格监督，没有及时发现作业过程中存在的相关故障问题，从而没有及时的对相关隐患进行处理，引发严重事故；③煤矿开采过程中没有根据矿业管理部门的相关规定购置对应的采矿设备、安全设备等，留下了巷道顶板事故隐患。
3 掘进巷道顶板事故预防措施
3.1 技术方面
（1）做好煤矿掘进巷道地质预测和预报工作。在井下工作面移动之前，需要对巷道进行再次勘探，看是否存在比较特殊的地质构造或者异常的水文情况，确保没有问题后才能够进行巷道的掘进。
（2）做好煤矿掘进作业准备工作。在掘进作业开始之前，必须按照掘进地质说明书等相关地质资料编制作业流程。同时要做好巷道的支护设计，熟悉巷道支护施工的基本流程，以保障施工的质量。加强对于顶板变化的监测，运用收集的数据来预测顶板变化的趋势，从而为接下来的生产提供科学的依据，顶板变化超过警戒值时立即停工，确认顶板稳定性之后方能继续生产。
（3）对掘进施工作业人员进行严格管理。掘进施工作业人员作业前一定要经过学习培训取得上岗证，了解作业工序与施工工艺，能够严格按照规章操作；这样不仅能保证施工工程质量提高施工效率同时也能避免和减少安全事故的发生。
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
随着我国浅层煤炭资源的挖掘殆尽，我国的掘进巷道在不断地深入地下，而巷道越深地质条件就越复杂，掘进巷道顶板的稳定性就越差。为了降低顶板事故发生的几率，必须从技术和管理两个方面加以预防，用技术来防止自然因素带来的巷道顶板不稳定问题，用管理来防止人为因素带来的巷道顶板不稳定问题。总之，只有对顶板事故采取了健全的预防措施，才能有效确保煤矿的安全生产，为工作人员的生命财产安全提供保障，从而为煤矿的稳定发展奠定基础。
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] 林大力.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究[J].现代矿业，2011，04：40-42.
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[4] 许传志.掘进巷道顶板事故预防及断面优化分析[J].科技与企业，2012，17：207+206.
[关键词]煤矿地质灾害；灾害类型；防治方法
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
[1] 沈德仁.关于煤矿地质灾害防治措施迫在眉睫[J].科技与企业，2012（21）.
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