掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因、預(yù)防及處理方法的應(yīng)用與研究

趙志華

掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因、預(yù)防及處理方法的應(yīng)用與研究

趙志華

在我國(guó)礦井頂板事故中，掘進(jìn)工作面冒頂事故在頂板事故中占有較大比重。因此，對(duì)掘進(jìn)過(guò)程中冒頂事故的發(fā)生原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)事故的預(yù)防及處理方法進(jìn)行研究和應(yīng)用是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。在本文中，筆者對(duì)冒頂事故原因進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防和處理建議，希望可以為冒頂事故的探究提供參考。

掘進(jìn)工作面；冒頂事故；原因；處理方法；應(yīng)用；研究

據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，我國(guó)煤礦頂板事故占總事故數(shù)量的40%，而掘進(jìn)工作面冒頂事故占頂板死亡事故的20%左右，在煤礦事故中占很大的比重。因此，分析煤礦掘進(jìn)工作面冒頂事故原因，預(yù)防冒頂事故的發(fā)生且在事故發(fā)生后正確應(yīng)對(duì)，并提出合理的處理措施，對(duì)保護(hù)煤礦職工的生命和安全至關(guān)重要。

1　掘進(jìn)工作面冒頂事故發(fā)生的原因分析

發(fā)生冒頂事故的因素有很多，有地質(zhì)條件，也有生產(chǎn)設(shè)計(jì)和施工操作等方面。

1.1 地質(zhì)原因引起冒頂事故。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，事故的發(fā)生與地質(zhì)情況有著密不可分的關(guān)系，常會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)的變化引發(fā)事故。常見(jiàn)的地質(zhì)原因有：巷道的位置處于存在斷層等特殊構(gòu)造的地質(zhì)層中，由于巖層變動(dòng)破碎誘發(fā)冒頂事故；像頁(yè)巖等圍巖在外界環(huán)境的作用下容易被風(fēng)化，進(jìn)而變得松軟不穩(wěn)固，同時(shí)其本身的節(jié)理裂隙在長(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境作用下進(jìn)一步發(fā)育，都會(huì)導(dǎo)致冒頂事故；掘進(jìn)工作面遇到壓力集中區(qū)等特殊情況時(shí)，未及時(shí)采取加強(qiáng)支護(hù)等措施導(dǎo)致冒頂事故；除此之外，在煤礦生產(chǎn)中遇到煤塵或者瓦斯等有害氣體冒出也會(huì)引起冒頂事故。

1.2 生產(chǎn)設(shè)計(jì)不當(dāng)引起冒頂事故。在設(shè)計(jì)中，如果設(shè)計(jì)不合理也會(huì)引起冒頂事故。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)原因主要有：巷道的位置設(shè)計(jì)在較為松軟的地質(zhì)層中；對(duì)實(shí)際施工的地質(zhì)資料調(diào)查研究不足，無(wú)法對(duì)施工事故做好預(yù)防或者及時(shí)合理應(yīng)對(duì)；設(shè)計(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)和支護(hù)方式不符合實(shí)際需求，難以承受地壓導(dǎo)致事故的發(fā)生。

1.3 施工失誤引起冒頂事故。冒頂事故的發(fā)生與施工技術(shù)也有著直接的聯(lián)系，如果施工不當(dāng)，極易造成施工事故。常見(jiàn)的施工失誤主要有：在施工過(guò)程中，對(duì)技術(shù)要求不夠嚴(yán)格，未能一次成巷，導(dǎo)致圍巖在環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間暴露風(fēng)化，產(chǎn)生了松動(dòng)；支護(hù)設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中對(duì)施工安全和施工技術(shù)起著重要的作用，而由于施工的失誤，造成支護(hù)設(shè)備的架設(shè)不規(guī)范，質(zhì)量未能嚴(yán)格控制，將會(huì)造成支架不穩(wěn)固，進(jìn)而產(chǎn)生冒頂事故；施工過(guò)程中，檢查工作不到位，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，打眼放炮后沒(méi)有及時(shí)扶正歪扭支架或棚腿設(shè)在浮矸或浮煤上，支架上頂及兩幫沒(méi)有插嚴(yán)背實(shí)，造成支架整體性及穩(wěn)定性差，頂板來(lái)壓時(shí)壓垮或推垮支架導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生；炸藥量的選擇失誤，過(guò)大的炸藥量造成圍巖的松動(dòng)，為冒頂?shù)陌l(fā)生埋下隱患。

2　掘進(jìn)工作面冒頂事故的主要預(yù)防措施

2.1 遇地質(zhì)條件變化時(shí)的安全技術(shù)措施。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件及圍巖發(fā)生變化時(shí)，技術(shù)人員需根據(jù)地質(zhì)變化情況更改支護(hù)形式，制定好相應(yīng)的安全技術(shù)措施。當(dāng)掘進(jìn)工作面遇到斷層、破碎帶或其他條件時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效的支護(hù)措施，加強(qiáng)頂板管理，防止冒頂。

2.2 掘進(jìn)工作面技術(shù)管理。施工前做好技術(shù)準(zhǔn)備，首先是支護(hù)方式的選擇應(yīng)根據(jù)巷道圍巖的性質(zhì)、松動(dòng)圈和礦壓觀測(cè)資料，針對(duì)井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選擇支護(hù)方式和材料規(guī)格。掘進(jìn)工作面巷道開(kāi)口、過(guò)斷層、老巷、處理冒頂、掘進(jìn)刷擴(kuò)幫臥底、挑頂?shù)忍厥獾攸c(diǎn)施工，應(yīng)提出有針對(duì)性的安全技術(shù)措施。其次技術(shù)人員建立技術(shù)檔案，記載地質(zhì)構(gòu)造帶、圍巖變形帶、積水區(qū)域掘進(jìn)和影響范圍的采空區(qū)、老巷等情況，為上下分層或相鄰掘進(jìn)工作面提供支護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)。

2.3 施工隊(duì)伍的管理。首先要加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，增強(qiáng)員工的安全意識(shí)，定期組織學(xué)習(xí)規(guī)程措施，提高員工的職業(yè)技能。其次在施工過(guò)程中要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程措施的有關(guān)規(guī)定，規(guī)范員工的操作行為，按操作規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行各道工序，每班負(fù)責(zé)人都要對(duì)隱患進(jìn)行排查。

3　掘進(jìn)工作面冒頂事故的處理方法應(yīng)用與研究

當(dāng)掘進(jìn)工作面托煤頂或遇巖石破碎情況下，掘進(jìn)發(fā)生冒頂事故時(shí)，應(yīng)立即控制事故擴(kuò)大化，同時(shí)按程序匯報(bào)，并由技術(shù)人員針對(duì)事故情況編制可行的安全措施，保證安全通過(guò)冒頂區(qū)域。一般處理冒頂事故的方法有撞楔法、吊梁+撞楔法、木垛法和注入固化劑等。

3.1 撞楔法。當(dāng)巷道冒頂處為托煤頂或巖石破碎很容易繼續(xù)冒落而無(wú)法進(jìn)行處理和架棚時(shí)，可采用撞楔法處理。其操作步驟簡(jiǎn)要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌，且不允許清理冒落矸石（煤），避免上頂繼續(xù)冒落造成垮落高度增加。其次沿該棚梁向冒頂區(qū)打入撞楔（如鋼釬、帶尖的原木或木板）用荊笆或板皮背嚴(yán)，防止矸石（煤）流入巷道，必要時(shí)撞楔可密集排列打入，上頂控制好后再清理矸石（煤），架設(shè)支架直到穿過(guò)冒頂區(qū)域。

3.2 吊梁+撞楔法。吊梁即在已支護(hù)老棚梁下用毛鏈或其他工具拴好新棚梁，使撞楔可在新老棚梁中間穿過(guò)，從而讓撞楔起到作用（步驟同3.1），安全通過(guò)冒頂區(qū)域。這種方法適用于冒落矸石（煤）密集，壓力大，撞楔無(wú)法打入冒頂區(qū)內(nèi)。

3.3 木垛法。當(dāng)掘進(jìn)工作面上頂冒落后不再繼續(xù)冒落，且上頂空頂面積相對(duì)較大時(shí)，可采用木垛法處理。其操作步驟簡(jiǎn)要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌。其次安排兩名有經(jīng)驗(yàn)的老工人，一人找掉，一人觀山，將懸矸（煤）找下。最后在支架上頂架設(shè)木垛，第一層與第二層垂直，依次由下往上，直到撐住頂板為止，用荊笆或板皮背實(shí)空隙，再在支架上鋪設(shè)經(jīng)緯網(wǎng)，防止矸石再次冒落到巷道，這樣就可以安全通過(guò)冒頂區(qū)域。

3.4 注入固化劑方法。礦用固化劑一般是瑪麗散，這種產(chǎn)品固化時(shí)間短，見(jiàn)效快，但由于其成本較高，在有能力處理冒頂事故的情況下不予使用。當(dāng)掘進(jìn)工作面發(fā)生冒頂事故面積較大或其他處理方法難以解決時(shí)可采用注入固化劑的方法進(jìn)行加固，在冒頂區(qū)域內(nèi)斜向上打眼注液，待固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將破碎的巖石或煤粘合在一起后，方可安全通過(guò)冒頂區(qū)域。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于煤炭生產(chǎn)工作中的事故發(fā)生一直是整個(gè)社會(huì)所高度關(guān)注的，因此，關(guān)于事故的處理方法也在不斷的探索中，希望隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)企業(yè)以及施工人員重視程度的提升，包括冒頂事故在內(nèi)的施工事故都將會(huì)得到有效的控制。

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