透水、瓦斯爆炸、頂板冒落……在不斷發生的煤礦事故中，“頂板事故”這一字眼頻頻出現，由此造成的傷亡后果讓人觸目驚心。

     北京市科委可持續發展科技促進中心工程師陳曉波表示:“頂板事故是指在井下采煤過程中，頂板意外冒落造成的人員傷亡、設備損壞、生產中止等事故，是煤礦生產中的主要災害之一�！�

     為減少煤礦生產中頂板事故造成的危害，實現“科技興安”，北京市科委設立科技項目“煤礦頂板管理系統研究”。近日，該課題順利通過驗收，目前該成果已經在北京昊華能源股份公司所屬的三家煤礦試運行，效果良好。

     煤礦重大事故六成皆因巖層“頂板”

     頂板并非指煤礦巷道內支護的橫梁，而是指煤層上部的巖層，在實際挖采工作中，隨著掘進工作面的不斷向前推進，頂板暴露面積也隨著加大，致使頂板經常出現彎曲、下沉、裂隙、掉渣、冒落等，極易造成生產停頓甚至人員傷亡的嚴重事故。

     據北京昊華能源股份公司技術人員介紹，頂板事故發生有多方面原因。如地質因素，巷道圍巖松軟或極易風化；巷道通過斷層、褶曲等構造變動劇烈地帶，巖層破碎等。

     設計不合理也會引發頂板事故，如巷道位置選擇不當，處于松軟巖層中；支護形式與結構不合理，不足以承受地壓等。

     施工不當也是引發頂板事故的重要原因，如對巷道穿過松軟巖層缺乏準備；施工措施不當或錯誤；不是一次成巷，圍巖暴露時間過長，造成風化、松動，引起塌冒。

     大面積的頂板在極短時間內冒落，不僅對回采工作面支護產生嚴重的破壞，而且把已采空間的空氣瞬時壓迫排出，形成狂風，對附近巷道甚至礦井破壞極大，極易造成人員傷亡。

     技術人員指出，在煤礦生產中，頂板事故常常防不勝防，該事故發生的比例和頻率均居各類煤礦事故前列，煤礦生產中重大事故60%以上皆由頂板事故引起。

     集成多種監測手段可遠程控制

     陳曉波介紹，國內外對頂板的監測和管理大都采用單一指標的觀測及分析系統，觀測范圍有一定的局限性，因此建立一套綜合的煤礦頂板安全管理系統迫在眉睫。

     為此，2006年北京市科委設立了科技項目“煤礦頂板管理系統研究”。課題組研發出了高應力沖擊災害電磁輻射監測預警系統、區域性微震監測系統、常規礦壓監測系統；并完成了頂板管理各子系統軟件集成，包括頂板安全管理集成平臺、短信預警平臺、實時趨勢顯示平臺。

     其中區域性微震監測系統，可以提供監測到的礦震信號和其它干擾信號的波形圖。具有自主知識產權的頂板隔層儀、壓力傳感器、數據采集儀及網絡通訊接口等設備，實現了井下現場數據顯示、報警以及監測數據自動記錄存儲等功能。

     煤礦頂板電磁輻射監測預警系統，能采集數據并迅速處理，一旦有頂板異常情況，將及時報警，使正在作業的人員隨時掌握頂板的安全狀況。

     陳曉波說，任何一臺有權限的電腦都可看到上傳的圖片和數據，從而實現信息查詢及瀏覽，并能集中發送預警信息，實現遠程控制。

     已成功應用京西煤礦頂板安全監測

     “煤礦頂板管理系統”已應用到北京煤礦生產中。陳曉波解釋說，北京京西煤礦的煤層頂板具有分層厚度大、來壓步距大、來壓顯現強烈等特點，一旦頂板冒落及老頂來壓對礦井的安全生產構成極大的威脅。因此，對頂板進行監測和安全管理極為重要。

     北京昊華能源股份公司所屬的三家煤礦率先試運行，據其負責人介紹，頂板管理系統建立以來共對71個工作面進行了監測，其中常規礦壓監測了37個工作面、電磁輻射監測了24個工作面、還監測了10個綜采工作面，監測預報準確率達到100%。

     “項目應用后，因頂板事故造成的傷亡人數大幅下降�！标悤圆ㄕf，2003年至2005年，北京京西煤礦僅單柱壁式回采面就發生了4次頂板事故，但自從實施煤礦頂板管理系統在線監測以來，所有監測的工作面沒有再發生頂板傷亡事故。

     在近日召開的項目驗收會議上，專家組認為，“煤礦頂板管理系統”課題組的研究成果在頂板災害監測集成研究方面達到了國際領先水平，在我國眾多煤礦中具有廣闊的應用前景。

來源《國際能源網》