鄂托克前旗长城五号矿业有限公司 内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇 016200
摘要：铝土矿地下开采顶板冒落事故，严重影响和制约着矿山安全运营。为确保铝土矿地下安全开采分析了铝土矿地下开采中可能产生顶板冒落事故的原因，针对性地提出了预防冒顶事故的具体措施，对铝土矿地下开采顶板安全管理具有实际指导意义。
关键词：铝土矿；地下开采；顶板冒落
在铝矿开采工作的一般情况下，顶板冒落的出现事先都有预兆。预兆主要包括下面几种：响声岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急速下缩，也发出很大声响。另外，有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。掉碴顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就出现顶板掉碴现象。掉碴越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，这就是发生顶板冒落的危险信号。根据顶板冒落的力学原因，可以将工作面顶板事故分为：漏垮型冒顶、压垮型冒顶、推垮型冒项及综合型冒顶四大类。漏垮型冒顶指的是因已破碎的顶板没有得到有效防护受重力作用冒落而导致的冒顶；压垮型冒顶指的是由垂直于层面方向的顶板力压坏工作面支架而导致的冒顶；推垮型冒项指的是由平行：层面方向的顶板力推倒工作面支架而导致的冒顶；综合型冒顶则指的是由两种或两种以上力学原因而导致的冒顶。
一、冒顶事故原因分析
1.1 技术方面
未及时处理采空区导致冒顶。由于大量采空区的长期存在，造成采区地压在开采期内呈现急速增长趋势，出现冲击性地压的可能性很大。采掘作业安排不合理。长期采用空场采矿法进行矿石开采，采掘顺序及凿岩爆破安排不妥当，而又对顶板处理不及时，以致采空区顶板长期暴露于空气中，因风化等原因使顶板抗压性降低，造成顶板冒落。穿越地压活动或地质构造区域。巷道或采掘工作面如果穿越地压活动频繁区域，由于地压不断活动使顶板稳固性降低，或者处于地质构造区域，如破碎带等，也极易造成顶板冒落。采场矿柱设计不合理或未保护完好。采场矿柱过小，间距参数不合理，或者采场矿柱在开采中未按要求留出，导致空区过大，亦容易造成顶板冒落。在应该进行支护的井巷没有支护或支护方式不合理。由于井巷开挖，破坏了岩体原有的应力平衡，因而要根据不同的巷道形式、地层结构进行支护，未进行支护或支护不合理，如该采用锚喷支护的改用了木支护，则容易造成顶板冒落。
1.2 管理方面
顶板管理不善。指顶板不及时处理，悬空时间过长，顶板监测不力等。检查频率不够。即不按规定时间进行顶板检查，不能对顶板的活动规律进行掌握。处理浮石操作不当。处理顶板浮石时，不按操作规程进行，冒险蛮干，导致浮石垮落伤人。其他不遵守安全管理规程等原因。
二、铝土矿地下开采顶板冒落预防
2.1采掘技术预防措施
本文针对铝土矿地下开采预防顶板冒落的采掘技术预防措施主要可分为7点，分别包括：岩柱保护、遵守开采流程、井巷支护、井巷断面、支护方式、施工安全技术措施以及合理安排回采顺序。岩柱保护指的是对于铝土矿地下开采中规定必须保留的岩柱，必须定期进行严查、维护，在约定的保护期限内，无特殊指令不得进行任何铝土矿地下开采工作或是予以破坏。遵守开采流程这一点看似简单，但在铝土矿地下开采实际工作中十分重要。必须严格遵守铝土矿地下开采方案中的具体流程，逐步进行，避免由于操作不当造成顶板冒落。井巷支护是预防顶板冒落的重要手段，结合对铝土矿地下开采施工现场的顶板管理，从而保证顶板安全。
还可以通过在井巷断面安装通风设备以及运输设备，满足铝土矿地下开采施工以及顶板维修的需要。针对采掘技术中顶板的支护方式其中包括：锚喷网支护、金属支架、混凝土支护以及钢筋混凝土支护，通过加强顶板的硬度，提高顶板的安全性。施工安全技术措施主要集中在铝土矿地下开采的采空区、溶洞、断层以及含水层部分，必须应用与之相应的施工安全技术措施保证高危地区的顶板安全。合理安排回采顺序主要针对铝土矿地下开采的暴露空间提出，结合铝土矿实际的地质情况以及分布情况，有针对性的制定回采顺序，优化铝土矿地下开采流程。包括水处理技术和节水技术、尾矿管理与回收技术、智能能源系统、电力采矿设备、生物技术以及生物采矿和生物矿化技术。这些新技术正被应用于铝土矿地下开采中，可以有效预防顶板冒落，提高顶板冒落的预防能力。同时，也可以减少碳排放、减少污染等。
2.2划分围岩安全合理等级
考虑到铝土矿本身硬度较大，因此需要大量的支撑矿柱从而提高铝土矿地下开采施工现场的稳定性。可以通过废石对铝土矿地下采空区进行回填，作为辅助支撑，对围岩起到支撑作用。由于不同铝土矿的围岩危险程度均不相同，本文通过将围岩危险程度按照由低到高的顺序划分围岩安全合理等级，围岩安全合理等级最高为Ⅲ级、中等为Ⅱ级、最低为Ⅰ级。当顶板围岩安全合理等级为Ⅲ级时，代表铝土矿岩质坚固，只含有极为少数的小断层，出现顶板冒落的概率极低。当顶板围岩安全合理等级为Ⅱ级时，意味着铝土矿地下存在断层通过现象，铝矿岩性以层理为主，而断层出现的具体位置大部分在铝土矿地下采矿场的下盘地区。因此，必须对顶板进行定期的检查，避免出现顶板冒落。当顶板围岩安全合理等级为Ⅰ级时，代表出现顶板冒落的可能性较高，必须结合I级顶板支护技术措施进行有针对性的预防。
2.3管理预防措施
切实加强对铝土矿地下开采的过程管控，按标准、规范和制度、规程等认真组织顶板预防验收工作。直至符合顶板安全生产条件后，采取的安全保障措施等。坚决不得擅自降低顶板安全管理标准、走过场，严格按照谁检查、谁签字、谁负责的规定，要把汲取顶板冒落事故教训落实在具体的安全措施上，克服侥幸心理和麻痹思想。在正式进行铝土矿地下开采前，必须对矿山系统进行一次片帮冒顶隐患排查，严防铝土矿地下开采中出现中毒窒息、水淹矿井、片帮冒顶等事故发生。针对铝土矿地下开采顶板冒落管理预防措施，必须执行铝土矿安全培训教育管理规定，通过网上、微信等方式按规定进行培训并经考核合格后方可正式进行铝土矿地下开采作业。要进一步加强铝土矿地下开采现场的安全管理，进入现场作业前必须进行安全条件确认，确保生产现场设备设施安全状态良好，未经确认不得擅自进入现场作业。要进一步明确各自直接监管的非煤矿山安全监管责任，并落实到具体人。要进一步加大非法违法和“三违”行为打击力度，通过打击一批、规范一批、震慑一批，进一步强化非煤矿山安全生产基础，不断提升安全条件，坚决遏制各类生产安全事故再次发生。
结语：
通过对铝土矿地下开采顶板冒落预防初探，有理由加大顶板冒落预防方面的研究力度。本文通过采掘技术预防措施、划分围岩安全合理等级以及管理预防措施对开采顶板冒落进行预防，通过上文论证证明可以取得良好的效果。不仅能够提高铝土矿开采的效率，还可以在极大限度上减少铝土矿开采的难度，从而提高铝土矿开采的经济效率以及安全系数。
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