2023年浅谈煤矿顶板事故的预防措施.doc

浅谈煤矿顶板事故的预防措施 施海滨 L20239015 〔河北建投集团工程硕士班〕 :本文对顶板事故的形成过程和顶板事故的原因作了分析，并提出了不同的防治措施和日常管理工作的重点。 关键词:煤矿顶板；事故；防治 一、前言 煤矿顶板事故是建井、生产过程中多发性的事情。这类事故的后果往往造成较大人员伤亡和经济损失，严重威胁煤矿安全生产。回采工作面顶板事故发生的原因，一是对采煤工作面的顶底板情况及其活动规律了解不清；二是缺乏针对性防治措施。实践证明，顶板事故的发生根本上是有规律的，只要能用正确的理论和手段实现对顶底板的监测，掌握其活动规律，把顶板管理建立在科学的根底上，顶板事故是可以预防的。因此深入总结和分析常见顶板事故原因和条件，加强顶板管理，预防并杜绝顶板事故，是做好煤矿安全生产工作的重要任务之一。 二、顶板事故的形成过程 煤炭在地下开采，直接受上覆岩层压力的影响。因开拓、掘井或采煤，破坏了原有地层的平衡状态，造成矿山压力分布不均匀。这种分布不均匀的压力作用在巷道或回采工作面及四周的煤、岩体上，一旦超过巷道或顶板的支撑力，轻那么会出现顶板沉降、片帮、支架回缩，重那么就会发生底鼓、冒顶、断梁折柱、巷道压垮等现象。顶板事故形成与地质构造、顶板性质、支架支撑情况、推进速度、操作程度和生产现场管理都有直接关系。 三、顶板事故的原因 在局部矿山压力(多为直接顶或伪顶)作用下，由于局部空帮、空顶或支护不当、不及时支护造成煤、岩局部垮落而造成局部冒顶；由于矿山压力过大，主要是直接顶或老顶来压时，由于支护密度不够，支护可缩量小，顶板沉降不均衡造成支架断裂、垮塌。使采、掘、维修工作面顶板大面积垮落而造成大冒顶。 (一)采空区顶板垮落不好，悬顶面积大。 (二)回柱操作顺序不合理，如先回承压柱，引起周围破碎顶板的冒落，或大块岩石推倒支柱，使临近破碎顶板失去支托而造成局部冒顶。 (三)工作面支护质量不好，支架密度不够。木支架、棚腿、顶梁以及点柱的坑木尾径太小，初撑力缺乏。 (四)在遇到地质构造(如断层、褶曲、顶板松软、破碎等)时．没有采取针对性的有效措施也易造成局部冒顶。 (五)开采深度、煤层倾角、水、开采方式、断面大小等都会影响顶板的稳定性。防止放炮倒棚子。炮眼要布置合理，装药量适宜。 (六)时间的影响。围岩暴露时间长会因风化、变形及水的作用降低强度，而引起破坏、冒顶。 (七)管理上的原因，违章作业，不坚持敲帮问顶、空顶作业等均会导致冒顶。 四、顶板事故的预防措施 〔一〕 及时支护，不空顶作业 坚持使用超前探梁。锚喷巷道放炮之后，进行初喷砼或打锚杆，做为临时支护，减少空顶时间，联合支护要保证质量，锚杆要穿透岩层，垂直打入，使锚固力到达设计要求。对采煤工作面，空顶距要符合作业规程规定， 移溜后支柱要及时架设。打好临时支柱、托棚或戗柱。工作面的上、下安全出口及上下顺槽的超前支护要及时，回临时柱要先支后回。发现支架有断梁坏柱要及时更换并运出。顶、帮要背严、背实，对漏顶、片帮地段更应加强支护。 〔二〕 合理装药、放炮 放炮地点附近的支架要加强支护。炮眼的布置方式深度、角度、位置合理，装药量适当。一次放炮数量和炮眼长度符合设计和作业规程要求，只有这样，放炮才不至于崩坏工作面设备和支架而引起冒顶事故。 〔三〕 措施得力，严格执行 制订安全措施要抓住重点，切实可行，并能根据现场情况变化及时修订、补充措施。特别是顶板管理，措施局部要行之有效，既要有经验理论数据，又要有科学依据，到达既经济又合理的目的。遇到工作面来压或地质变化时，及时采取相应的加强措施并迅速落实。 〔四〕 正规循环作业 坚持正规循环作业是预防冒顶的一项重要措施。如果工作面推进(掘进)速度缓慢，顶板裸露时间长，压力容易集中，支架受力大且不均匀，当顶板压力超过支架支撑力时，就会发生变形、下陷或压死，支撑作用迅速下降，造成片帮、冒顶事故。坚持正规循环作业，顶板裸露时间短，顶板压力小，支架不易变形、损坏，可以有效地控制顶板事故发生。 〔五〕 落实规章制度 为实现安全生产，要建立健全各项规章制度， 对违犯制度人员认真组织分析，减少或杜绝顶板事故发生。具体制度如下： 1、交接班制度。所有工种现场交接班，特别是本班遗留工程中本卷须知及不安全因素一定要向下一班交代清楚。 2、验收制度。每班由队长对当班工程质量、安全状况及落实安全措施情况进行验收、评估。对存在问题提出解决方法并限期整改。 3、敲帮问顶制度。工作前和工作中坚持敲帮问顶，对地质变化地点及压力集中区次数要增多，一旦发现不安全因素立即处理。 4、顶板情况分析制度。定期或不定期召开顶板情况分析会，总结推广管理好顶板经验，指出存在的缺乏地方及采取的预防措施。 5、其它方面制度。如：岗位责任制度，梁柱检查制度，事故分析制度等等。 〔六〕 掌握顶板活动规律，采取针对性措施 开展顶板观察工作，掌握顶板活动规律，做好顶板来压预报。从一些顶板事故经验中以及实际现场观察，绝大局部顶板事故发生之前是有明显预兆的。事实上，组织开展矿压监测管理工作，掌握片帮冒顶预兆的规律，进行顶板活动的预测预报，超前采取有效的预防措施，进行加强支护，以到达减少冒机事故和防止人身伤亡事故，并能减少因事故造成的损失。 〔七〕 加强安全教育， 提高业务素质 牢固树立“安全第一〞思想，充分认识到加强顶板管理的重要性和必要性。搞好安全教育和技术培训工作，所有管理和施工人员都应认真学习和掌握顶板压力形成机理、过程和管理方法等，提高整体队伍的技术素质。加强安全检查监督力度，及时堵塞漏洞，做到防患于未然。对刚下井的人员要特别注意加强培训教育，坚持帮带制度，做好思想工作，提高警惕，逐 步学会分析、判断和处理顶板事故能力，及时采取紧急应变措施，减少顶板事故带来的损失。 五、大光山煤矿顶板事故特点及预防 1 　大光山顶板事故的特点 大光山煤矿开采单一煤层,属于低瓦斯、水文地质简单的矿井,但地质构造复杂。顶板事故多发,直接影响煤矿的生产安全。仅2023 年至2023 年就发生了10 起冒顶事故,其中一次死亡事故,究其原因,有以下几个特点: 1) 顶板事故发生在过断层特别是逆断层中。 40103 上山,掘进90 多米遇到逆断层。过断层穿越另一盘的煤层底板,由于底板岩性较硬,进度慢,加上安全意识淡薄,这段岩巷支护不齐全,或支护不榴树。进入煤层后放炮采煤进度过快,使直接顶加快活动,直接顶产生裂隙或断裂,加上断层面有少量充水,易发生重力下滑;随着巷道继续掘进,空间扩大,顶板裂隙不断加深,向老顶伸展,当老顶产生裂隙,向下传送压力。巷道阻力缺乏,导致局部顶板垮冒,最终上山报废。 2) 顶板事故发生在倾角变陡的煤层中。 410 煤斗上山由于煤层倾角大,直立或倒转,结构松散,煤体与煤层顶板抗压力性差,平行于层面方向的顶板力推向下方,岩层断裂,形成不规那么的小六面体脱落,引发顶板事故。 3) 板事故发生在褶曲的轴部。 如406 煤平巷,沿煤层走向掘进100 m 左右遇到小褶曲的轴部,煤层厚度大,顶板均被破坏,放炮后垮冒几米高。 4) 顶板事故发生在交叉断层形成的顶板孤立岩中。 40607 上山,进入到断层的倾斜面相交处,断距不大,在两个断层间形成一个镶嵌大岩块。岩块两侧裂隙发育,断层面很光滑,裂隙为淋水通道,易自行滑落。当煤层采动,可推倒工作面的支架造成冒顶。 5) 冒顶事故发生的管理因素。 (1) 没有掌握煤层的变化特征,往往是一次放炮时间过长或没有控制好装药量,又无有效的控顶措施,造成顶板垮冒。 (2) 炮眼布置不恰当或装药量过多,在放炮时崩倒支架而导致局部冒顶;当老顶来压时煤帮附近直接顶压碎,而煤层本身又因强度低造成片帮,扩大无支架空间,形成局部冒顶。 (3) 地质预测预报不及时,准备不充分,措施不到位。 (4) 工程质量差,支护不及时,煤体悬露时间过长,造成垮冒。 2 　防止垮冒的应对措施 1) 针对地质变化采取安全技术措施。 (1) 过断层。对于大于2 m 的断层,将采煤工作面分为两段,沿断层掘进中巷,上段采煤工作面煤可由中巷运出,下段煤层从下一个水平运出。如果发育次级断层,那么不能选择中巷,应沿走向每隔50 m 开掘斜眼经下段采煤工作面运出。 (2) 过褶皱带。本矿区褶曲非常发育,如何过褶曲是我们的重要任务。通常小褶曲较陡的一翼煤层变薄,而且煤层大多受应力作用,顶板十分破碎,不便于布置采区,而在倾角较缓的一翼煤层增厚,顶板较完整,利于施工。 2) 加强现场管理,防止顶板事故。 (1) 开好进班会,做好交接班。班长要根据上一班的生产情况预测本班可能会出现的问题,充分做好本班的工作。提出针对性的措施,促使本班作业人员在思想上引起高度重视,干部现场严格把关。工作中的全过程必须靠前指挥,严把开头关和收尾关。 (2) 工作面垱头备用材料准备充分,退路畅通无阻,迎头支护必须安全可靠。 (3) 巷道掘进必须使用防倒器,用榴树将棚子连为一体加固,防止来压时和放炮震动造成垮冒。 (4) 克服麻痹思想和侥幸心理,作业时必须使用前探梁,减少顶板悬露时间。 (5) 采掘工作面必须是熟练工,有一定的操作技能和应急排险操作经验。当工作面发生垮冒危险时,要采取积极的措施控制顶板和加强垱头支护,如本班不能处理完,一定要现场交接班。 (6) 一旦发生垮冒现象,绝对不能采用放空的方法来处理,要采用打飘尖,适当缩小断面的方法控制顶帮。 (7) 坚持按操作规程要求操作,严格执行敲帮问顶制度,严禁敞棚作业,发现危岩应及时处理。处理不到位或不能处理,应及时汇报。 (8) 当空顶区煤层与顶板断裂,有隐性危岩或危煤块时,必须采取超前支护或临时支护。 (9) 在巷道开门、贯穿或过交叉点时必须采用放地梁榴树,抬棚或木垛加固,合理布置炮眼,控制装药量,防止引起垮冒。 六、结束语 综上所述，为防止各类冒顶事故的发生，除应正确认识各类顶板的压力显现，掌握一定规律，采取针对性措施外，还要加大支护强度，以克服岩层下沉，保证采场稳定性。 参考文献： （1） 赖传勇，煤矿顶板事故的原因和防治，生产一线。 （2） 罗 锋，大光山煤矿顶板事故特点与预防，江西煤炭科技，2023,3期。