對(duì)煤礦掘進(jìn)冒頂事故的防治處理

胡建勇

摘 要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)煤礦掘進(jìn)中所出現(xiàn)的冒頂事故關(guān)注度逐漸增加，而在掘進(jìn)工作中的冒頂事故在頂板事故中所占比重最大。因此，本文通過對(duì)煤礦掘進(jìn)工作中的冒頂事故的原因進(jìn)行分析，引進(jìn)羅克休泡沫處理技術(shù)進(jìn)行防治處理，從技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)煤礦掘進(jìn)工作安全度的提升，促進(jìn)我國對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的有效控制。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)；冒頂事故；羅克休泡沫處理技術(shù)

0 前言

煤礦井下事故是世界上資源采集中最為嚴(yán)重的事故之一，其傷亡率居高不下。按照事故的性質(zhì)可以劃分為頂板、瓦斯、機(jī)電、運(yùn)輸、火藥放炮、水災(zāi)、火災(zāi)、其他等八類災(zāi)害，其中以瓦斯、水災(zāi)、火災(zāi)最為嚴(yán)重，為了從本質(zhì)層面出發(fā)，控制該種災(zāi)害的發(fā)生，就需要分析其發(fā)生的原因，以此為基礎(chǔ)借鑒新型的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行防治處理，才能保證煤礦資源采集的安全進(jìn)行。此外，現(xiàn)場采煤工作中，隨著工作面積的增加，頂板的暴漏面積也會(huì)增加，這樣就會(huì)有引起頂板出現(xiàn)彎曲、下沉等現(xiàn)象，造成人員傷亡，本文注重采用先進(jìn)的防治技術(shù)進(jìn)行防護(hù)研究，即采用羅克休泡沫處理技術(shù)進(jìn)行事故防護(hù)研究。

1 煤礦掘進(jìn)冒頂事故的原因

1.1 冒頂事故原因

煤礦掘進(jìn)冒頂事故的原因是因其施工環(huán)境以及人為操作因素等，會(huì)表現(xiàn)出不同層次的內(nèi)容，具體而言表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（1）相應(yīng)的管理制度以及安全生產(chǎn)制度不夠完善。煤礦掘進(jìn)所采用的一般性問責(zé)制度是敲幫問頂制度，從目前煤礦制度落實(shí)程度來看，該種制度存在很不嚴(yán)狀況，尋找浮矸危石不及時(shí)，沒有嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行操作，造成危巖墜落而引發(fā)安全事故。

（2）工程質(zhì)量相對(duì)較差，支架的承受力度不足。在施工現(xiàn)場所安裝專業(yè)支架其工作的阻力相對(duì)而言比較小，內(nèi)涵的收縮量相對(duì)比較小，如果支撐以及支護(hù)的力度不足，那么就需要就將棚腿架放置在浮石之上，在安裝過程中出現(xiàn)安全不嚴(yán)就會(huì)降低支架的穩(wěn)定性，破壞其原有的整體性，最終導(dǎo)致支架的支撐不足，出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象。此外，如果工作人員在放炮之后沒有進(jìn)行嚴(yán)格的支護(hù)處理，在放炮后因沖擊力的影響就會(huì)導(dǎo)致支架倒塌，因巷道內(nèi)混亂，會(huì)因沒有及時(shí)扶正，使得支架之間的距離變大，嚴(yán)重的降低了支架原有的承載力，如果空頂時(shí)間過程就會(huì)引發(fā)冒頂事故。

（3）對(duì)不明確的地址地段進(jìn)行開采行為，會(huì)給后期的生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患。一般煤礦開采的巷道比較松軟，容易因長時(shí)間的暴漏空氣中出現(xiàn)不同程度的腐蝕以及風(fēng)化現(xiàn)象，導(dǎo)致其節(jié)理的裂隙出現(xiàn)擴(kuò)大，如果在煤礦開采的過程中，巷道通過巖石斷層或者褶曲地質(zhì)地段時(shí)，就會(huì)造成開采巷道內(nèi)的巖石出現(xiàn)不同程度的破碎，因支架所支撐的力度是有限的，如果碎石數(shù)量太多，就會(huì)造成支撐力度不足，造成冒頂事故。

1.2 冒頂事故前兆

一般發(fā)生冒頂事故會(huì)伴隨一定的前兆，首先頂板會(huì)出現(xiàn)不同程度的下沉現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，在斷裂過程中會(huì)伴隨摩擦所出現(xiàn)的聲響。其次出現(xiàn)冒頂顯現(xiàn)前頂板會(huì)出現(xiàn)掉渣現(xiàn)象，尤其是巷道的煤壁會(huì)出現(xiàn)片狀掉落現(xiàn)象，現(xiàn)象越嚴(yán)重就說明頂板以及支架所承載的外力越大。最后，如果在煤礦掘進(jìn)工作中，巷道內(nèi)的瓦斯容量以及水容量突然增加，應(yīng)該采取緊急停止措施，該種現(xiàn)象即預(yù)示冒頂事故即將發(fā)生。

2 羅克休泡沫處理技術(shù)

針對(duì)目前煤礦掘進(jìn)所出現(xiàn)的冒頂事故，應(yīng)該在先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)的前提下進(jìn)行技術(shù)防護(hù)處理，本文從技術(shù)角度，通過分析羅克休泡沫處理方法來進(jìn)行防護(hù)處理分析。

羅克休泡沫的內(nèi)質(zhì)是由樹脂以及催化劑兩種主要成分組成，是一種新型的聚合材料，一般其膨脹的倍數(shù)會(huì)超過20倍，且具有穩(wěn)定性以及柔韌性。在受到強(qiáng)力外壓的條件下也不會(huì)出現(xiàn)變形，因此，對(duì)于高冒充填以及加固地層都具有高效性。該種泡沫在常溫狀態(tài)下，僅需要25秒左右的時(shí)間進(jìn)行自行反應(yīng)，且并不需要安裝防漏支架，具有良好的抗壓能力，非可燃物，可以形成防火墻或用作填補(bǔ)裂縫。該種材料在脫水后會(huì)在內(nèi)部自動(dòng)形成裂縫，從而形成良好的通風(fēng)道。

羅克休的施工只需要一臺(tái)雙液注漿泵和一只注射槍就可以了，用礦井壓風(fēng)做動(dòng)力，要求壓風(fēng)壓力在0.4-0.7Mpa即可，而泵輸出的高壓液體壓力是供給壓風(fēng)壓力的7倍。2種成分樹脂和催化劑以4∶1的體積比相混合，兩組分在槍內(nèi)由壓縮空氣來自動(dòng)激活，發(fā)生快速發(fā)應(yīng)生成泡沫。對(duì)該種材料的用量計(jì)算應(yīng)該按照一定的公式進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算公式如下所示：

其中δ表示材料的總體用量；K表示材料的富裕系數(shù)，一般K取值為1.1；V為空洞的體積，單位為m3；n為發(fā)泡倍數(shù)，n的取值范圍為20-30之間；d則為羅克休泡沫密度，單位為t/m3，一般取值為1.26；25則是每桶的容量，單位為kg。

具體的施工手段：首先先用模板在冒頂區(qū)的外側(cè)對(duì)冒落區(qū)域進(jìn)行封閉處理，在封閉迎頭之后對(duì)冒頂區(qū)域采用泡沫樹脂填充處理，通過該種方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)冒頂區(qū)的上部的圍巖進(jìn)行控制處理，從而避免出現(xiàn)巖石的二次垮塌現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)之上就可以進(jìn)行再次掘進(jìn)，在掘進(jìn)的過程中采用錨注以及錨索兼并的方法進(jìn)行統(tǒng)一性的加固處理。在施工的過程當(dāng)中應(yīng)該注意注漿量，不能是按照傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ阶{量越多越好，而應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場的巖石破碎狀況，以及空頂?shù)目臻g大小決定，此外，還應(yīng)該在灌注通道附近施加巷道支護(hù)處理，防止再次施工過程中出現(xiàn)新型冒頂現(xiàn)象。在進(jìn)行鉆孔處理時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格控制鉆孔的深度，并精確的確定孔位，保證漿液可以實(shí)現(xiàn)有效的擴(kuò)散，并在控制時(shí)間單位內(nèi)實(shí)現(xiàn)膨脹，保證對(duì)冒頂區(qū)的保護(hù)處理。灌注施工人員在注漿的過程中應(yīng)該時(shí)刻查看注漿量，并查看其擴(kuò)散的具體范圍，如果出現(xiàn)漏液的區(qū)域應(yīng)該采用棉紗、木楔進(jìn)行封堵處理。除此之外，要額外注意注漿的壓力表所顯示的具體數(shù)值，按照相應(yīng)的規(guī)定嚴(yán)格控制樹脂與催化劑之間的混合比例，控制安全閥門，記錄并觀察泵活塞的運(yùn)動(dòng)速度，如果環(huán)境溫度超過了30℃，那么就應(yīng)該換用注射槍進(jìn)行注漿處理，如果氣溫相對(duì)較低，則應(yīng)該加快注射的速度。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)煤礦掘進(jìn)所發(fā)生的冒頂事故處理越來越重視，并挖掘該事故發(fā)生的深層次原因，探討采用何種技術(shù)方式可以有效的實(shí)現(xiàn)防控，本文以此為基礎(chǔ)，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)內(nèi)容，主要是羅克休泡沫處理技術(shù)，提出現(xiàn)階段有效的煤礦掘進(jìn)安全事故處理方法，有助于推動(dòng)我國安全生產(chǎn)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]靖洪文，付國彬，國志宏.深井巷道圍巖松動(dòng)圈影響因素實(shí)測分析及控制技術(shù)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，18（21）：170-174.

[2]劉偉，李書奎，沐俊衛(wèi).錨噴網(wǎng)支護(hù)處理軟巖巷道大冒頂?shù)膶?shí)踐[J].煤炭科技技術(shù)，2012，30（16）：105-106.

[3]郭奉賢，魏勝利.礦山壓力觀測與控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.