摘要：煤矿开采过程中可能会发生各种事故，顶板事故是其中十分常见的一种，一旦发生事故，不仅会影响煤矿开采造成经济损失，而且可能会产生人员伤亡，危害巨大。在阐述断层区顶板出现事故的主要原因基础上，研究断层区顶板破断机制，最终总结了支护断层区煤巷顶板破断的合理措施，希望对相关工作人员以及煤矿行业发展都能够有所帮助。

　　关键词：煤矿开采；顶板事故；支护措施；断层区

　　0引言

　　顶板事故是煤矿开采中一项重要事故，诱发该项事故的原因有很多，在众多诱发事故中，断层构造所占比例最大，而且断层区可能会导致顶板出现整体垮落现象，一旦发生，将会造成大量人员伤亡。由此可见，在煤矿开采期间，做好断层构造区巷道顶板破断机制与相应支护措施的研究意义重大，在后续开采时，要做好相应分析工作。

　　1断层区顶板出现事故的主要原因

　　通过对以往大量煤矿开采经验进行总结，针对煤矿开采时一旦发生顶板事故进行分析，断层区巷冒落和变形破碎等是引起事故的关键因素，针对这一现象分析，引起事故的原因有以下几点：

　　1.1地质发生突变

　　煤矿区域地质情况十分复杂，在煤矿开采过程中，煤巷工作期间经常会面临地质突变带来的不良影响[1]。尤其是针对断层破碎带等围岩条件将会发生剧烈改变，在这一情况下，采取传统支护方案，无法适应围岩结构发生的剧烈变动，难以发挥出预防灾害作用，从而将会引发风险[2]。

　　1.2顶板破碎机制不明确

　　煤矿开采过程中，顶板结构并非单一的，如果开展期间遇到断层，相关工作人员在实际作业开展时，对顶板变形破碎机制并没有一个明确认识，这一情况的存在，将会导致断层区围岩支护结构制定较为盲目，会影响围岩作用[3]。

　　1.3未做好支护设计工作

　　支护设计通常都是依据以往经验进行设计，设计时经常不具备针对性，导致设计不合理。断层区顶板事故出现的一项主要原因就是支护方案设计缺少针对性，甚至存在设计不合理现象，这将会导致断层结构出现后，结构无法有效支护，支护不合理，从而出现

　　严重安全风险，引发事故。

　　2研究断层区顶板破断机制

　　2.1构建力学模型前提条件

　　断层主要分为逆断层和正断层两种类型，要采取科学方式构建逆断层模型和正断层模型。一旦地质出现突变，地质条件将会变得十分复杂且脆弱，顶板周围地质强度将会降低，采取支护措施无法随着地质改变而发生变化，不能及时与突变地质情况相适应，支护强度将会降低，严重时将会发生垮塌现象[4]。

　　2.2建立力学模型简化条件

　　1）由n层岩层构成直接顶板B，将其视为一个连续整体，厚度为h，简化成一个矩形横截面。问题分析时，要以顶板B为分析对象，具体处理工作开展要依据平面应力问题进行。

　　2）针对直接顶板B，在对其进行分析时，应当将外端设定为固定端。

　　3）老顶活动相对复杂，这在一定程度上加大问题分析难度，因此，要进行简化处理，以均匀分布荷载情况为基础，完成后续分析工作。

　　3支护断层区煤巷顶板破断的合理措施

　　3.1锚索梁支护原理

　　锚索梁支护作业开展，采用强压型锚索梁支护系统，为了合理应用该系统，使其作用能够得到合理发挥，要借助钢带、金属网等设施完成支护作业，确保支护稳定性能够满足要求。锚索梁支护原理如下：

　　1）锚索梁在具体应用期间，通过对长锚索进行应用，将直接作用力传递到围岩层上，这一部分围岩稳定性强。此外，还要采用箱型支护，在实际作业开展时，在长锚索和箱型支护相互作用影响下，使整个结构受力状态能够得到进一步改善，提高结构稳定性，降低事故发生几率[5]。

　　2）完成让压型锚索箱梁系统安装作业后，应当让围岩压力达到一定程度后，再变形让压，采用箱型支护梁，实现对结构的保护，确保结构稳定性。在这一过程中，需要利用围岩结构，因为其稳定性强，具有较强的承受能力，从而确保围岩不会遭受破坏，围岩结构完整性能够满足应用要求；通过对采用的让压型锚索箱梁进行分析可以发现，其在具体应用期间，具有许多优点，主要体现在强度高、可让压等多个方面。工作人员在具体作业开展期间，依据实际情况，调配每一项构件，保证煤巷断层区域的顶板支护效果可达到预期，从而为后续开采作业提供一个相对稳定的空间；采用箱型支护梁，可以通过主动方式，将锚索预应力施加到直接顶表面，利用这一方式，能够确保顶板完整性，以免因为顶板剥离，结构发生失稳现象。锚索箱梁支护系统在具体应用过程中，与锚杆或锚索支护系统相比，其投入应用后，支护反力更大，应用效果更好[6]。

　　3.2做好支护参数设计

　　设计锚索梁支护系统的核心内容就是确保行道可靠和安全。此外，在进行锚索梁设计时，为了提高设计合理性，需要采取的理论计算和工程类比法进行，做好相应分析，保证最终设计符合需求。通过煤巷具体情况进行分析，可以确定断层区煤巷地质结构十分复杂，针对该区域进行支护设计时，为了确保最终合理性，实现对煤巷的保护，支护设计时需要全面调查，充分掌握地质条件[7]。通过对大量煤巷情况进行分析可以明确，针对不同煤巷不同断层，在进行设计时要采取不同支护参数。即使对于同一煤巷，若情况特殊，地质条件随着时间推移也会发生转变，此时，要对于设计的支护参数，要进行调整。支护参数设计方案要依据图1流程进行。

　　3.3强化断层区域支护强度的合理措施

　　3.3.1做好施工现场锚索含锚杆安装管理

　　煤矿开采过程中会采用许多技术，而煤巷综掘进技术在长期应用期间得到了推广，而且取得了不错的应用效果。在煤矿掘进期间，需要从实际情况出发，做好相应分析工作，尽量减少由于掘进而对巷道两帮造成的破坏，做好围岩保护，确保围岩能够保持完整。在进行锚索和锚杆支护中，施工人员要依据设计要求，做好角度、扭矩、间距排列的设计，完成设计工作后，要做好相应检验工作，通过检验，如果发现设计不合理，无法满足应用需求，必须重新进行支护，直到支护通过检验，确定符合要求为止。

　　3.3.2做好顶板监测管理作业

　　将离层观测点布设在煤巷顶板处，对于围岩破碎区，以及断层区，为了做好观测，保证通过观察能够获取到相关数据，要适当增加观测点。对于设置在现场的观测点，在对其进行管理时，应当采取挂牌方式进行，通过这一方式进行管理，能够确保各项工作分工明确，建设与需求相符的观测档案，指派专人对每天记录内容进行详细观测，相关部门要认真收集各项数据，对获取到的数据进行全面分析，依据分析结果，做好经验总结，确定顶板变化规律，一旦发现安全隐患，应当及时将问题上报给相关部门，采取针对性措施处理。

　　3.4工程实例分析

　　某矿区矿煤层具有地应力高、埋深大、地层条件复杂，通过矿区情况勘测可以确定，矿区内存在大量断层构造。处理矿区内过断层期间，不仅要利用研究理论，还要分析断层情况，制定合理支护方案。针对本煤矿，采取高强让压型锚索箱梁支护方案处理顺槽断层情况，后续施工开展严格上述方案进行，规避了顶板事故的出现。完成施工作业后，指派专人对巷道情况进行动态监测，通过监测可以发现，断层区航道快速区域稳定，支护效果良好。本次采取的方案与其他冒顶补救措施或架棚支护相比，具有施工简单、经济合理、工期短等多项优势，因此，可以对其进行应用与推广。

　　4结语

　　我国许多地区都有煤矿，不同地区煤矿地层条件不同，复杂多变，一些区域会存在断层构造。具体施工作业开展时，要采取锚索梁支护，通过这一方式，能够提高断层区煤巷稳定性，支护效果良好。通过工程实践可以确定，采取锚索梁支护，对于预防断层区煤巷顶板事故能够起到不错作用，可以避免发生安全事故的发生，实现对施工人员的保护。

　　参考文献

　　[1]杨东起，孙谦.煤巷掘进过断层破碎带超前支护研究[J].内蒙古煤炭经济，2022（9）：148-150.

　　[2]付文军.断层破碎带煤巷注浆锚索支护技术实践[J].江西煤炭科技，2021（3）：21-23.

　　[3]波.煤巷过断层应力影响区注浆锚杆支护技术应用[J].江西煤炭科技，2021（2）：21-23.

　　[4]朱海峰.过连续断层区煤巷掘进及支护技术研究[J].煤矿现代化，2020（1）：56-58.

　　[5]许艳伟.煤巷过断层破碎带施工工艺与支护技术实践[J].江西煤炭科技，2020（1）：153-154.

　　[6]范仕清，柏发松，李宏亮.深井高应力大断面煤巷过断层掘进支护技术研究[J].山东煤炭科技，2019（4）：53-55.