承德市金属、非金属地下矿山顶板管理研究
金属、非金属地下矿山安全生产一直是矿山安全监管的重点领域，其中顶板事故风险最为突出、事故占比最高。据统计，2021—2024 年承德市金属、非金属地下矿山共发生顶板事故22 起，占矿山生产安全事故总量的一半以上，顶板管控已成为制约辖区非煤矿山本质安全提升的关键短板。
本文系统梳理2021—2024 年承德市非煤地下矿山顶板事故特征，深入剖析事故成因及当前顶板管理存在的突出问题，有针对性提出顶板安全优化管控对策，为辖区金属、非金属地下矿山防范顶板灾害、提升本质安全水平提供参考依据。
一、承德市非煤地下矿山顶板事故数据分析
结合2021—2024 年承德市非煤地下矿山顶板事故统计数据（见表1），事故在时间、季节、空间维度呈现明显规律性特征。
表1 承德市2021—2024 年矿山顶板事故统计表
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续表
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（一）时间分布特征
每日早6—9 时、晚17—21 时为事故高发时段，两个时段累计发生顶板事故12 起，占事故总量的54.5%。其中早6—9 时、晚17—21 时各发生6 起，均占比27.3%。具体成因如下：一是人员因素，该时段为交接班关键节点，交班人员临近下班身心疲惫、注意力下降，接班人员刚到岗，身心状态尚未完全切换，作业风险辨识和隐患处置能力不足。二是环境因素，清晨、傍晚昼夜温差较大，岩体受冷热交替影响产生热胀冷缩效应，扰动原有岩体应力平衡，易引发岩层微位移、局部松动脱落。三是管理因素，每日17—19 时为当班收尾冲刺阶段，企业为追赶生产进度，集中开展出矿、运输、爆破后复工作业，设备持续震动、集中施工扰动顶板围岩，加速不稳定岩块脱落，诱发顶板事故。
（二）季节分布特征
汛期6—9 月顶板事故高发，4 年累计发生12 起，占事故总量的54.5%，核心诱因以水文环境变化为主。一是水压扰动失稳，雨水渗入岩体裂隙后，大幅降低结构面抗剪强度，易引发顶板岩体整体失稳、垮落。二是岩体强度软化，雨水通过地表裂隙、塌陷区、老旧采空区等通道渗入井下，长期浸泡顶板岩层，导致岩层泥化、软化、膨胀，岩体凝聚力、内摩擦角大幅下降，整体承载强度显著降低，顶板稳定性急剧变差。
（三）空间分布特征
作业工作面为事故高发区域，其中11 起顶板事故发生在采场、掘进工作面，占事故总量的50%。成因主要有三方面：一是人员作业不规范，部分作业人员安全意识淡薄，为赶进度、图省事，未严格落实敲帮问顶制度，存在空顶作业、支护不到位、浮石清理不彻底等违章行为。二是围岩风险隐蔽性强，采场、掘进工作面围岩长期暴露在空气中，受氧化、风化作用影响，岩层强度逐步衰减，数日、数周甚至数月后可能突发破碎失稳，风险隐蔽、难以预判。三是现场技术管理薄弱，部分矿山支护方案设计不合理、技术交底不全面，交接班未明确作业面地质隐患、支护标准及管控要求，现场技术管控存在漏洞。
二、事故案例分析
（一）现场管理混乱，违章作业风险突出
部分矿山企业安全管理制度落地不实、现场监管缺位、安全责任落实不到位，作业现场管控混乱，违章作业未能及时制止，隐患排查治理流于形式。2021年兴隆县某矿业“8·9”事故，装载机司机违规进入危险区域开展铲装作业，现场无人监管制止，作业过程中顶板不稳定岩体大面积冒落，引发安全事故。2022 年丰宁县某矿业“4·26”事故，出渣工在采场作业前，未彻底清理顶板浮石、未完成安全确认，作业期间顶板浮石脱落，造成人员伤害。
（二）地质构造复杂，风险辨识精准度不足
辖区金属、非金属矿山地质条件复杂，金银类矿山普遍存在断层、破碎带等隐蔽地质构造，顶板先天稳定性差。部分企业对隐蔽地质隐患排查辨识不到位，未结合现场地质变化动态调整施工方案和安全管控措施，大幅增加顶板失稳事故风险。2021 年丰宁县某矿业“8·19”事故，作业区域存在断层及明显围岩破碎带，现场员工无视安全警示、执意冒险施工，打钻作业震动扰动围岩，最终引发顶板滑落事故。
（三）支护措施落实不到位，工序管控存在漏洞
部分矿山未严格按照设计方案开展支护作业，施工工序衔接不规范、技术交底不充分，未严格执行“随掘随支”作业要求，且缺乏有效的支护质量监督验收机制。2024 年丰宁县某矿业“8·19”事故，凿岩工作业前未开展顶板安全确认、未排查浮石隐患，巷道局部浮石脱落砸伤作业人员。事故根源为班组间技术交底不及时、支护工序滞后，未落实同步支护管控要求。
（四）人员安全意识薄弱，侥幸心理普遍存在
企业安全培训实效性不足，一线作业人员风险认知不足、安全意识薄弱，作业过程中存在侥幸心理，缺乏自我防护、互助联防意识，违规作业现象多发。2021 年丰宁县某矿业“4·26”事故，凿岩工在巷道打锚杆孔作业时，无视同事安全劝阻，未开展浮石排险作业便违规施工，最终引发巷道顶板冒落。2022年承德县某矿业“6·21”事故，凿岩工开展排险作业时，未提前排查周边安全隐患，发现边帮落石后紧急撤退，仍被滑落大块岩石砸伤。
三、优化非煤地下矿山顶板管理的对策与建议
结合事故数据及案例成因分析，辖区非煤地下矿山顶板管控需聚焦人员、环境、设备、管理四大核心维度，精准补齐管控短板：压实各级人员安全责任、提升全员安全素养；强化地质水文勘查，精准掌握顶板围岩发育特征；推广智能化、机械化作业设备；健全顶板分级管控机制，抓实交接班、汛期等特殊时段专项管控，全面筑牢顶板安全防线。
（一）人员管理
1.压实层级责任体系
严格明确金属、非金属地下矿山各岗位、各部门岗位职责与管控权限，构建全员、全链条顶板管理责任体系。矿山主要负责人为顶板管理第一责任人，总工程师为顶板技术管理第一责任人，生产负责人为现场作业直接责任人。针对工程地质复杂、存在强烈地压活动的矿山，需设立专职机构或配备专职人员，专项负责顶板管控与地压监测治理工作。
技术部门牵头负责顶板技术管控，开展顶板岩体分级，科学确定支护形式与支护标准；编制、审核采掘作业规程、施工组织设计及专项安全技术措施；参与支护工程验收考核，评估支护质量与管控成效。
安全部门负责顶板安全监督检查，参与顶板治理方案、专项安全措施的审核制定；常态化开展现场巡查，督促各项管控措施落地见效，及时制止、纠正违章指挥、违章作业、冒险作业等违规行为。
采掘部门及外包施工单位负责顶板现场管控，严格落实经审批的施工方案、作业规程及安全措施；常态化开展巷道、采场顶板检撬、日常维护，第一时间排查处置顶板安全隐患。
2.提升全员专业素养
常态化开展针对性安全培训，系统讲解顶板事故类型、成因、危害及防控措施，综合采用理论授课、案例剖析、现场实操演示等多元教学方式，提升培训实效性，夯实全员风险防控能力。
统计显示，22 起顶板事故中有8 起发生在浮石排险作业环节，为重点风险管控工序，作业人员必须严格遵守以下作业规范：
（1）浮石处理前，班组长或安全管理人员需全面核查作业面安全状态、紧急逃生路线，精准研判作业区域风险，制定专项撬毛作业方案，严禁盲目开展排险作业，严禁未经培训考核合格人员上岗作业。
（2）人工撬毛作业必须执行“一人作业、一人监护”制度，作业人员按规定配齐安全防护用品；两米及以上高处作业必须规范佩戴安全绳、安全带；严禁站立于铲斗内作业，必须在平稳稳固位置开展操作。作业现场需配齐长短适配的专用撬毛工具，严格遵循“由外向里、由近及远、自上而下、先顶后帮”的作业顺序。
（3）机械撬毛作业时，需保持破碎锤锤头、大臂合理角度，钎头稳固顶牢冲击位置后方可启动作业，严禁空锤作业。监护人员全程在安全区域监护，机械作业完成后，必须人工复检顶帮围岩安全状态，彻底消除隐患。
（4）浮石处理期间，同一作业面严禁开展其他交叉作业。当班无法彻底消除的顶帮隐患，需规范设置警示标识，由当班负责人向下一班完整交接隐患位置、风险等级及临时管控措施，做好书面交接记录。
（二）设备与工具升级
大力推广凿岩台车、撬毛台车、锚杆台车等先进机械化、智能化设备，全面替代传统人工作业，具备机械作业条件的工序，严禁人工操作，以设备升级降低人为作业风险、提升顶板施工质量与作业效率。
（三）作业环境管控
矿山企业需常态化收集、整理、分析工程地质、水文地质、地压活动等核心数据，夯实顶板管控技术基础。水文地质方面，精准查明地下水类型、水位动态、补给排泄条件及地下水对岩体强度的影响，科学制定防治水专项措施；工程地质方面，通过物探、钻探等技术手段，精准探明矿区断层、褶皱、裂隙等地质构造位置、形态及发育特征，为开采设计、顶板支护提供精准数据支撑；环境地质方面，全面排查矿区滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害隐患，精准预判开采诱发的地面塌陷、山体变形等风险，提前落实防控措施。
（四）精准分级与时段管控
1.落实顶板分级管理
地下矿山需结合地质勘查成果，综合顶板等级、围岩级别、巷道服务年限等核心因素，严格按照行业规范，科学划分顶板等级、匹配对应支护形式，分级落实管控措施。
（1）Ⅰ级顶板：强化日常巡查，及时清理顶板浮石、处置微小隐患。掘进施工采用光面爆破工艺，严格遵循《冶金矿山井巷工程施工质量验收规范》（YB 4391—2013）、《有色金属矿山井巷工程质量验收规范》（GB 51036—2014）要求，超挖、欠挖超标区域，采用砌碹、金属支架、锚网、锚杆、喷射混凝土等方式规范支护。
（2）Ⅱ级顶板：常态化开展顶板监测、定期敲帮问顶，动态掌握围岩稳定性。采用砌碹、金属支架、锚网、锚网+喷射混凝土等支护方式，筑牢顶板防护体系。
（3）Ⅲ级顶板：实施动态监测预警，实时追踪顶板变形数据。采用砌碹、金属支架、锚网、锚索网、锚梁网索＋喷射混凝土、锚网喷浆、金属支架喷浆等单一或复合支护方式；围岩极破碎、稳定性极差地段，必须提前落实超前支护措施。
（4）Ⅳ级顶板：实行24 小时不间断监测预警，全面把控顶板动态风险。优先采用砌碹、金属支架、高强度锚杆等综合支护方式，多重举措保障顶板稳定。
2.强化特殊时段管控
（1）汛期专项管控：汛期前委托专业机构复查矿区水文地质条件，重点排查渗水通道、含水层、老窿水等核心风险点；加密采场、掘进工作面等关键地段支护强度与检查频次，对全矿井巷道开展全覆盖敲帮问顶和隐患排查，彻底消除汛期顶板安全隐患。
（2）交接班时段管控：严格规范交接班制度，交班、接班人员共同核查作业面顶板状态、支护质量、设备工况及作业环境，确认无隐患后双方签字确认。每班作业前，由带班班长或专职安全员开展敲帮问顶、安全确认，下达作业许可指令后，方可作业。
四、结论与展望
本文以2021—2024 年承德市非煤地下矿山22 起顶板事故为研究样本，通过数据统计、案例剖析，系统厘清了顶板事故的时空分布规律、核心诱因，针对性构建了人员、设备、环境、管理四位一体的顶板管控体系。
环境管控层面，需做实前置地质勘查工作，精准掌握顶板岩性、岩层厚度、结构特征及力学参数，采用定性与定量结合的方式完成顶板岩体分级，依据分级结果精准制定差异化、针对性的顶板管控技术措施。人员与管理层面，需进一步压实全员层级责任，细化各岗位管控职责，通过案例宣讲、警示教育、视频科普等多元方式，持续提升全员安全防范意识与应急处置能力。
承德市应急管理局2025 年2 月18 日印发《预防顶板事故十二条硬措施（试行）》，本文提出的管控对策均纳入制度规范，全面指导辖区矿山企业落实顶板防控措施。制度落地以来，2025 年上半年承德市非煤地下矿山未发生顶板事故，事故发生率大幅下降，顶板安全管控成效显著，为辖区矿山行业安全高质量发展筑牢了坚实保障。