淺談煤礦過大陷落柱冒頂處理及預(yù)防措施

摘??要：頂板冒落造成的人員傷亡、停產(chǎn)和設(shè)備損壞等事故，是煤礦生產(chǎn)的五大災(zāi)害之一。在我國煤礦的頂板事故中，掘進(jìn)工作面冒頂事故占有較大的比例。以山西冀中某礦9102膠帶順槽掘進(jìn)施工過陷落柱為例，在該事故中，出現(xiàn)大面積冒頂，導(dǎo)致無法正常施工，極大地影響了該礦工作面的安全生產(chǎn)。通過分析該冒頂事故，提出了相應(yīng)的控制和處理方法，以確保工作面安全。

關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè);頂板冒落;安全生產(chǎn);經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：TD327.2?????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.147

在煤礦生產(chǎn)中，冒頂事故中的傷亡人數(shù)占總傷亡人數(shù)的40%左右。其中，掘進(jìn)工作面冒頂事故的傷亡人數(shù)占頂板事故傷亡人數(shù)的20%左右。引發(fā)冒頂事故的原因有很多，在特殊地質(zhì)條件下，比如掘進(jìn)煤質(zhì)松軟、巖層和地質(zhì)破碎帶、斷層帶時(shí)，頂板在重力作用下漏垮，進(jìn)而引發(fā)冒頂事故;支護(hù)方法不合理可能引發(fā)冒頂事故;操作不當(dāng)易引發(fā)冒頂事故。

例如，山西冀中某礦9102膠帶順槽煤層厚2.7?m，直接頂為3.9?m厚的石灰?guī)r，老頂為5.5?m厚的石灰?guī)r，頂板完好時(shí)采用錨網(wǎng)索支護(hù)。掘進(jìn)施工至314?m處時(shí)遇陷落柱，迎頭巖性為巖煤的碎塊填充，無層序，堆積混亂。過陷落柱期間，采用架設(shè)工字鋼棚加強(qiáng)支護(hù)。2014-11-25，施工至375?m處時(shí)，巷道頂部見煤，煤厚約2.5?m，煤質(zhì)松軟，且有淋水，頂部出現(xiàn)溜煤。當(dāng)班放炮后，頂板發(fā)生冒落，冒落長(zhǎng)度為6?m，冒落的煤碴直接將最前方架設(shè)的4架工字鋼棚推倒。值得慶幸的是，施工人員均在警戒線外，未造成人員傷亡，但冒頂搶險(xiǎn)處理刻不容緩，以防止再次發(fā)生冒落。由此可見，預(yù)防井巷冒頂和重視井巷漏垮冒頂是十分必要的。

1??冒頂原因

現(xiàn)場(chǎng)陷落柱與煤交接處的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜是本次冒頂?shù)闹饕?。在掘進(jìn)巷道前，沒有詳細(xì)掌握地質(zhì)資料;掘進(jìn)過程中，對(duì)地質(zhì)條件的預(yù)測(cè)、預(yù)判不到位，且施工期間的工程質(zhì)量監(jiān)管不到位。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，陷落柱與煤交接處的地質(zhì)條件復(fù)雜，加之頂板有淋水，煤已被泡松軟，頂部出現(xiàn)大量溜煤。此外，原架設(shè)工字鋼棚上方還出現(xiàn)了空頂，加之施工期間工字鋼棚柱腿撐木打設(shè)不到位，導(dǎo)致在放炮后出現(xiàn)頂板冒落。

2??冒頂處理

應(yīng)擴(kuò)大冒頂?shù)目刂品秶?，而冒頂?shù)姆秶煌幚矸椒ㄒ膊幌嗤?。防止和減弱大面積冒落危害的原則是改變巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減小頂板的懸露和冒落面積，降低頂板冒落的高度，防止發(fā)生二次冒落或巷幫片幫。

在發(fā)生冒頂事故后，當(dāng)班的施工班長(zhǎng)及時(shí)將冒頂情況簡(jiǎn)短、詳細(xì)地匯報(bào)至礦調(diào)度室，為及時(shí)組織人員進(jìn)行搶險(xiǎn)贏得了時(shí)間。

冒頂后，由瓦斯員檢測(cè)是否存在有害氣體，確認(rèn)安全后，站在安全地點(diǎn)查看冒頂處的情況。經(jīng)研究后，立即組織搶險(xiǎn)活動(dòng)。采用長(zhǎng)柄工具將活矸危巖去掉，對(duì)前方未倒塌的工字鋼棚重新加設(shè)4?m長(zhǎng)的鋼軌前探梁，以起到臨時(shí)支護(hù)的作用，并用5根6?m長(zhǎng)的鋼管從前方未倒塌的工字鋼棚梁上方斜插入，延伸至冒落區(qū)域內(nèi)3?m，以剎住頂板;打設(shè)3根長(zhǎng)度為2.7?m的圓木點(diǎn)柱，打設(shè)時(shí)，圓木頂端支撐預(yù)先連接好的雙層4?m鋼筋網(wǎng)，在鋼管上方用半圓木、道木進(jìn)行“#”字型擺架接頂，頂板得到控制后，立即支護(hù)巷幫打設(shè)錨網(wǎng)，以控制巷幫，防止長(zhǎng)時(shí)間淋水沖刷造成片幫事故;搶險(xiǎn)人員站在支護(hù)完好的地點(diǎn)，對(duì)前端打設(shè)錨索、錨桿，并掛網(wǎng)、架設(shè)梯子梁進(jìn)行臨時(shí)控制;從外向里逐步架設(shè)工字鋼棚支護(hù)，直至頂板完好。

除上述處理方法外，在發(fā)生冒頂后，可采用單體液壓支柱與π型鋼梁相配合的方式逐步恢復(fù)工作面支護(hù)，必要時(shí)可對(duì)巷道冒落區(qū)域頂板進(jìn)行噴漿、澆灌混凝土固結(jié)，或采用壓注樹脂法固化破碎圍巖，以加強(qiáng)頂板的完整性、可靠性，進(jìn)而弱化頂板巖層中破碎或裂隙弱面的破壞作用。

3??預(yù)防措施

3.1??做好地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)

巷道施工前，通過勘探地質(zhì)、查看煤層柱狀圖，并利用已有的相關(guān)地質(zhì)資料等，預(yù)測(cè)工程施工過程中地質(zhì)構(gòu)造、頂板結(jié)構(gòu)、巖性、水文等出現(xiàn)變化時(shí)，松軟煤層的位置、影響范圍，以便提前制訂有針對(duì)性的安全防范措施。

3.2??加強(qiáng)技術(shù)管理

優(yōu)化巷道和回采工作面的布置設(shè)計(jì)，盡量布置在地質(zhì)變化少的區(qū)域。當(dāng)遇到地質(zhì)條件和圍巖發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)修改施工方案，補(bǔ)充安全技術(shù)措施，并按要求審批、貫徹。

3.3??提高安全作業(yè)水平

組織職工認(rèn)真學(xué)習(xí)《煤礦安全規(guī)程》、作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施等，了解各類事故的預(yù)兆，以規(guī)范每位職工的作業(yè)行為，提高其責(zé)任心，使其嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)操作。此外，還應(yīng)開展多樣式的培訓(xùn)和技能競(jìng)賽，以不斷提高職工的作業(yè)水平。

3.4??加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理

應(yīng)及時(shí)制訂相應(yīng)的管理制度，并在施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行。領(lǐng)導(dǎo)要深入現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)生產(chǎn)，加強(qiáng)排查隱患的力度，發(fā)現(xiàn)隱患時(shí)要及時(shí)處理，做到“不排除隱患，不開展生產(chǎn)”，將安全隱患扼殺在搖籃里，從而杜絕頂板事故的發(fā)生。

3.5??加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量管理

應(yīng)選擇合理的支護(hù)技術(shù)，嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程和操作規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定施工。每班班長(zhǎng)在施工前，要檢查已開始施工的工程的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。此外，相關(guān)職能科室要做好現(xiàn)場(chǎng)工程質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作，以便評(píng)估支護(hù)設(shè)計(jì)和工程質(zhì)量。

4??結(jié)束語

千里之堤潰于蟻穴，任何小的疏忽都可能會(huì)造成頂板事故。一旦掘進(jìn)工作面發(fā)生冒頂事故，將會(huì)嚴(yán)重影響煤礦的生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)效益。煤礦井巷工程施工頂板事故災(zāi)害的預(yù)防和處理，是生產(chǎn)施工管理過程中必不可少的工作。只有從基本做起，堅(jiān)持做好基本工作，煤礦企業(yè)才能長(zhǎng)治久安。

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作者簡(jiǎn)介：鄢德恒（1988—），男，2012年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)土木工程（礦建）專業(yè)，礦建助理工程師。

〔編輯：張思楠〕

On?Mine?Too?Large?Collapse?Treatment?and?Preventive?Measures?of?Roof?Column

Yan?Deheng

Abstract：?The?roof?falling?caused?casualties，?production?and?damage?to?equipment，?is?one?of?the?five?major?disasters?in?coal?mine?production.?In?the?roof?accident?in?China?coal?mine，?the?roof?fall?accidents?in?heading?face?a?larger?proportion?of.?Taking?Shanxi?Jizhong?9102?mine?belt?along?the?groove?excavation?construction?had?subsided?column?as?an?example，?in?the?accident，?the?emergence?of?a?large?area?roof?fall，?lead?to?the?normal?construction，?greatly?influences?the?safety?production?of?the?coal?mine?working?face.?Through?the?analysis?of?the?roof?fall?accident，?put?forward?to?control?and?the?corresponding?treatment?methods，?in?order?to?ensure?the?safety?of?the?working?face.

Key?words：?coal?enterprises;?roof?fall;?safety?production;?economic?benefit