科学进步 献携岛蛄 煤矿顶板事故产生的原因及防范的安全措施 王天舒 （黑龙江省双鸭山市能源技工学校黑龙江双鸭山１５５１００） 摘要：顶板事故是冒顶事故和片帮事故的总称。本文结合双鸭山矿业集团的安全生产实际现状，主要分析了顶板事故产生的主要原因，针对顶板事 故采取的安全措施，供大家参考。 关键词：顶板事故冒顶片帮岩石应力平衡支护不当顶板管理 引言 ２．１采矿方法不合理 在采矿生产过程中，发生频率最高的事故是顶板事故；在矿山事故中， 般把巷道或工作面顶部坍塌的事故称为冒顶事故；把两侧坍塌的事故称 一采矿方法选用的错误，采掘顺序、凿岩爆破、支架放顶等不当，都能导致 冒顶片帮事故的发生。如在顶板岩石松软，节理发达，断层裂隙较多的矿床 为片帮事故。而顶板事故是冒顶事故和片帮事故的总称。 １．顶板事故产生的原因 顶板事故是由于岩石的稳定性差，当强大的地压传递到巷道的顶板或 两帮时，使岩石遭受破坏而引起的。众所周知，岩石在地壳内部是处于平衡 状态，由于井巷开拓的结果，在井巷周围便产生了岩石应力的重新分配，致 使岩层发生某种变形，并随着压力的产生而出现有裂缝；同时岩层的节理也 在压力的作用下逐渐扩大，在此情况下，岩石的完整性遭到破坏，出现了顶 板的下沉弯曲，裂缝逐渐扩大的现象，如不采取相应的措施，就可能形成顶 板的冒落。这种岩层内部运动和压力分布的变化是产生顶板事故的客观原 因。 在调查双鸭山矿业集团各矿发生的冒顶、片帮事故中，大多数为局部冒 落及浮石处理不当所引起的事故，而大冒顶及片帮事故较少。因此，对局部 冒落及浮石的预防，必须给以足够的重视。冒顶、片帮事故的发生，一般是由 于自然条件、生产技术和组织管理等多方面的主观与客观因素综合作用的 结果。如表１所列，是按冒顶事故发生的主要原因进行分类统计的结果。从表 中可以看出，属于生产管理方面的原因占４５．６％，属于物质技术方面的原因 占４４．２％，但是在实际工作中，往往物质技术方面的原因与生产管理是分不 开的；因此可以说，在当前物质技术的基础上，冒顶、片帮事故的主要原因 是，由于生产管理不善所致。至于由冒险作业等原因而引起的事故并不多， 仅占１０．２％。这说明，有的人将事故的主要原因和责任，归咎于遇害者的“不 小心”，而放松了对生产管理及物质技术条件的改进，是非常错误和有害的。 表１ 区别 冒顶、片帮事故的 硬原因 按次数所占比重（％） 处理不当 ２７．７ 产物 没有检查 １３．３ 质方面 检查不周 ４．６ 无支架、支架不及时、维修不及时等 ｌ８．５ 支架不良 ８．２ 物质技 采矿方法不当、回采错误 ７．２ 术方面 浮石（松石）处理不当 ６．２ 回柱放顶不当等 ４．１ 冒险作业等其它原因 １０．２ 又如表２所示，是对冒顶事故发生的地点进行统计的资料，从表中可见， 巷道内发生的冒顶事故较多，其中掘进工作面的冒顶事故最为频繁。因此 必须加强巷道及掘进工作面的顶板管理和支护工作。 表２ 事故发生的地点 按次数所占比熏（％） １、巷道工作面 ４７．２ ２、巷道内 ４６．２ ３、硐室、井底车场、巷道交叉处 ６．６ ２．顶板事故原因分析 条件下，采用不合理的水平分层法，使项板暴露面积过大，就容易发生顶板 事故。所以，合理选用与改进采矿方法，是防止冒顶片帮事故的关键。 ２．２顶板管理不善 根据冒顶伤亡事故的统计资料表明，只有１０％左右的冒顶伤亡事故是 属于较大型的冒落，其余大部分都属于局部冒落及浮石伤人。这些都是由于 事先缺乏认真的检查，没有进行全面地觳帮问顶，疏忽大意等原因所造成 的。从冒顶事故发生的时间来看，一般多发生于爆破后１—２小时的这段时间 内。这是由于顶板受到爆破的冲击和震动而产生新的裂缝，或使原有断层和 裂缝增大，破坏了顶板的完整性的结果，因此，如不加强爆破后的顶板检查 和维护，往往引起顶板事故。 ２．３处理浮石操作不当，违反操作规程 由于处理浮石操作不当所引起的冒顶事故，大多数是因为处理前缺乏 细致的全面地检查顶板，没有掌握浮石情况等，在处理时便引起了冒落事 故，诸如撬左落右，撬前落顶，撬小落大等。其次，还有处理浮石时站立的位 置不当、操作技术不熟练等等。另外，也有些冒顶片帮事故是由于违反操作 规程，缺乏安全操作知识所造成的。 ２．４地质矿床等自然条件不好 这一原因是造成冒顶片帮事故的客观原因，有时由于矿体与围岩为断 层、褶曲等地质构造所破坏，形成压碎带，节理层理发育，裂缝多；有时再加 上裂隙水的作用结果。破坏了顶板的稳定性，因而易发生冒顶片帮事故。 ２．５地压活动 在矿山岩体中采掘矿石、煤炭，形成空间打破了岩体的平衡。由于围岩 稳定性高和岩（煤）柱的支撑，在一定的时间内，空场之间的岩壁尚能保持静 压状态而互相屹立；但随着开采深度的增加，空场暴露的时间增长，促使密 集或连续空场之间岩壁应力不断集中，最先打破一个缺口，沿着断层、岩脉 等构造薄弱线发生岩石移动，从而导致大面积岩壁倒塌，形成地压活动。这 是地压形成的客观因素。有些矿山之所以会发生大规模的地压灾害，主要是 个别领导只重生产和利润，忽视安全；只顾一时，不顾长远；违反安全生产方 针和矿山技术，乱采滥挖，对采空区长期不进行处理。这是地压危害的 根本原因。 ２．６支护不当 支护也叫支架，对防止顶板事故能起到关键性的作用。支架架设不好、 表３ 冒顶事故发生的原因 事故次数 ％ １、检查不周或没有检查 １９ ３１．７ ２、撬浮石操作不当 １ｌ ｌ８．３ ３、处理不当 ９ １５．Ｏ ４、支架不及时或缺少支架 ７ ｌ１．７ ５、支架不当 ６ １０．０ ６、采掘不当（包括冒险作业） ５ ８．３ ７、更换、修理与回收支柱不当 ３ ５．０ 总计 ６０ ｌｏ０ １７１ 科学进步 啾嗨与赋嵩 浅谈电气自动化技术的应用 彭前进 摘（周口市天然气有限公司４６６０００） 要：随着现代工业的发展，自动化技术达到广泛运用，文章从电网调度和变电站自动化、ＰＬＣ技术的应用、工厂控制自动化、单片机和集成电路及 工业控制计算机及变换器电路的应用几个方面进行了分析。 关键词：电气自动化应用 随着现代工业的的发展，自动化技术在供电系统中广泛运用，自动化技 术在我国运用有几十年的历史了，已经历了几次重大的专业调整，但由于其 使用面宽，一直到现在仍然焕发勃勃生机。 一展实现，从十几个到成千上万个点，不受。 ＰＬＣ技术的顺序控制随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革 的深入，近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成 ＰＬＣ控制系统，该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益，己成为各企 业的管理最终目标。因此随着科技的进步。各电厂对类似企业辅助车间的自 动控制水平也提出了更高的要求，而采用ＰＬＣ控制系统不仅可以通过信息 模块单独控制某个工艺流程，并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工 作。 三、工厂控制自动化 、电网调度和变电站自动化 电网调度和变电站自动化。电网调度自动化主要组成部分，由电网调 度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备 等，其主要是通过电力系统专用广域网连结的，下级电网调度控制中心、调 度范围内的发电厂、变电站终端设备等构成。电网调度自动化的主要功能 是：电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估 计、电力负荷预测、自动发电控制、自动经济调度并适应电力市场运营的需 求等。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作，提高工作效 率，扩大对变电站的监控功能，提高变电站的安全运行水平。变电站自动化 的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制，其特点 是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备；二次设备数字化、网络化、集 成化，尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆；操作监视实现计算机 屏幕化；运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运 行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分，是电力生 产现代化的一个重要环节。发电厂分散测控系统（１３ＣＳ）。过程控制单元 （ＰＣＵ）由主控模件（ＭＣＵ）和智能Ｉ／Ｏ模件组成。ＰＣＵ直接面向生产过程， 接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号，经运算处 理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执 行机构，完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 二、ＰＬＣ技术的应用 工厂用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心，所要执行的信 息处理任务庞大，而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比，电气设备操 作的频率低，一些系统设备在维持正常运行时，可以经过好几个月甚至更长 的时间再操作一次；电气设备所需要的保护装置要求高，动作速度快，一个 保护动作通常要在４０ｍｓ以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑 较简单、操作机构复杂的特点，而控制方式也主要是厂用电系统，其主要设 备监控需要接入ＤＣＳ系统，如果两台系统一起运行，一台系统的检修不得影 响另一台系统的运行，因此，需要考虑两台机组ＤＣｓ电气控制的模式，保证 控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道，在构建ＥＣｓ时，其系统 结构、与Ｄ ｃｓ的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的 正常运行，还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性，同时提出相 应的应急措施，确保电气系统可以在最好的状态下运行。 四、单片机、集成电路及工业控制计算机及变换器电路的运用 以Ｍｃｓ一５１代表的８位机虽然仍占主导地位但功能简单，指令集短小， 可靠性高。保密性高，适于大批量生产的ＰＩＣ系列单片机及ＧＭ￥９７Ｃ（￣－系列 单片机等正在推广，而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或 ＰＬＣ是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物，其存储器采 用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技 术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术 近年来被广泛应用于电力系统自动化中，解决了传统控制系统内可靠性低、 接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 ＰＬＣ技术的数据处理ＰＬＣ可以完成数据的采集、分析及处理，具有排 序、查表、数算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以 利用通信功能传送到别的智能装置，可以完成一定的控制操作，与存储在存 储器中的参考值比较，也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统。也可 以处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统。 ＰＬＣ技术的开关量控制火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控 制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到ＰＬｃ进行开关量 控制，如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌 装生产线等。ＰＬＣ技术的输出和输入信号都是通／断的开关信号。工业控制 中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩 不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外，单片机的开发手 段也更加丰富，除用汇编语言外，更多地是采用模块化的ｃ语言、ＰＬ／Ｍ语言。 随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通 晶闸管时，直流传功的变换器主要是相控整流，而交流变频动则是交一直一 交变频器。当电力电子器件人第二代后，更多早采用ＰＷ Ｍ变换器了、采用 ＰＷ Ｍ方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电网的影响，解决了电动 机在低频区的转矩脉动问题。 随着工业的发展，自动化技术运用也越来越来广，涉及很多行业，在交 通，医院，农场，办公室，航天，电器行业都有应用，所以说其是现代社会最具 开发前景的众多技术的合成。● 作者简介： 彭前进（１９８１一），工作单位：周口市天然气有限公司。 结构选择错误、材料不符合要求、架设不及时、支护跨度大、架设不完善等， 都可能导致冒顶片帮事故。 总之，顶板事故发生的原因是多方面的，并且各原因之间都有内在的联 系，各种原因所占比例亦不一样，对双鸭山矿业集团各矿顶板事故发生的原 因，具体统计如表３所示。 结束语 “安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，坚持不懈地做好顶板的 安全防范措施，就一定能减少顶板事故的发生。■ 参考文献 ［１】钱鸣高，刘听成主编：矿山压力及其控制。煤炭工业出版社，１９９２。 作者简介： 王天舒，男，出生年月，一九六七年十月，黑龙江省双鸭山市能源技工学 校，采煤讲师，毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业，现从事煤矿开采技术 教学工作。 要杜绝顶板事故的发生，我认为，一要提高职工的安全意识和业务知 识，加强安全技术培训学习。二要进一步落实好顶板管理责任制，按质量标 准化作业。三要加强支护质量与顶板动态监测。为此，我们要认真贯彻落实 赣 》１７２
