煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的原因及防治措施

曲凱

摘要：近年來，煤礦開采技術(shù)和管理觀念發(fā)生了相當(dāng)大的轉(zhuǎn)變，有效的提升了我國(guó)煤礦開采工作的安全系數(shù)。但是目前在煤礦開采工作中仍然存在著一些安全問題，其中最為常見的就是煤礦掘進(jìn)工作面冒頂事故的發(fā)生，一旦發(fā)生冒頂事故，就會(huì)極大的影響掘進(jìn)施工進(jìn)度，還會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至出現(xiàn)人員傷亡，給煤礦開采企業(yè)帶來極為不利的社會(huì)影響。在這種情況下，就要對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析，然后采取相應(yīng)的防治措施，確保煤礦開采工作安全穩(wěn)定的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)工作面;常見冒頂事故;原因分析;防治措施

引言：在開展煤礦掘進(jìn)工作的過程中，會(huì)受到地質(zhì)條件的影響，導(dǎo)致煤層頂板可能會(huì)出現(xiàn)大面積坍塌和掉落等問題。如果沒有及時(shí)進(jìn)行處理，或者是安全措施不到位，就可能會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的煤礦安全事故。一旦發(fā)生事故，不僅會(huì)造成很大的損失，甚至還會(huì)造成人員傷亡。因此，必須要確保煤礦掘進(jìn)工作順利開展，避免出現(xiàn)冒頂事故，并采取有效的措施減輕由于冒頂事故而帶來的危害。本文主要對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面中幾種常見的冒頂事故的原因進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的防治對(duì)策，以確保冒頂事故降到最低。

1煤礦掘進(jìn)工面常見冒頂事故的原因分析

1.1支架安裝不科學(xué)

在選擇巷道支架時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)圍巖條件、地質(zhì)條件予以實(shí)地勘察，然后對(duì)兩者實(shí)施合理有效的支護(hù)體系，方能確定巷道支架。如果巷道支架缺乏足夠的支撐性能，或者是支護(hù)體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密集，亦或者是棚腿架構(gòu)建的位置是浮煤及浮桿上，導(dǎo)致支架頂部與兩幫未曾經(jīng)過背實(shí)，那么整個(gè)棚架就極易出現(xiàn)不穩(wěn)固、不完整的情況，一旦頂板遭受負(fù)荷超出限制范圍時(shí)，支架就會(huì)出現(xiàn)坍塌、壓（推）垮現(xiàn)象，從而發(fā)生冒頂事故。比如我國(guó)某煤礦，其所應(yīng)用的金屬拱形支架與其圍巖、地質(zhì)等條件完全不符，隨著施工的不斷進(jìn)行，頂板所承載的壓力也越來越大，卡纜也開始有所松動(dòng)，而迎頭新構(gòu)建的多個(gè)拱形支架在接頂位置不符合設(shè)計(jì)所要求的嚴(yán)實(shí)度，這對(duì)拱形支架的穩(wěn)固程度有很大不利影響。此時(shí)，有壓力突襲頂板，一塊長(zhǎng)寬高分別為5m×3m×2m的大塊危巖直接冒落，發(fā)生了冒頂事故，不僅壓垮了多個(gè)拱形支架，還導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)2人死亡。

1.2錨桿、錨索施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

造成初有的支護(hù)結(jié)構(gòu)難以有效對(duì)頂板形成控制，頂板構(gòu)件異常檢測(cè)與管理工作不到位。例如，某礦綜掘隊(duì)夜班用120207機(jī)巷掘進(jìn)作業(yè)期間，當(dāng)班驗(yàn)收員進(jìn)入工作面其迎頭驗(yàn)收工作結(jié)束后，返回至后巷1130m架棚處發(fā)現(xiàn)行人側(cè)頂板狀態(tài)反常，存在掉渣現(xiàn)象，快速將以上信息反饋給迎頭人員快速撤出，隨即巷道1130-1140m段頂板冒落，巷道被封堵，未出現(xiàn)人員傷亡情況亡?；貞浺陨鲜鹿实陌l(fā)生過程，有專業(yè)人員結(jié)合事故特征、發(fā)生過程及形成的危害性，推測(cè)出該段巷道隸屬于巷道過斷層段，圍巖松軟且破碎風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，造成原有支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)頂板有效控制的難度明顯增加，且在采礦時(shí)間中，區(qū)隊(duì)未能全面貫徹落實(shí)安全防護(hù)措施及安全技術(shù)沒有整體落實(shí)[1]。

1.3地質(zhì)出現(xiàn)變動(dòng)，遇斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，巷道壓力大

在煤礦開采掘進(jìn)的過程中，如果沒有提前對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)分析，也沒有對(duì)地質(zhì)變化情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，一旦在掘進(jìn)過程中遇到斷層破碎帶時(shí)，若不及時(shí)改變支護(hù)形式或施工方位，巷道內(nèi)的頂板承受的壓力負(fù)荷應(yīng)力超過了可承受范圍，必然會(huì)發(fā)生支架冒頂事故，既給煤礦企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成重大的人員傷亡。

1.4因爆破點(diǎn)定位不準(zhǔn)確

而致使支架坍塌對(duì)爆破而言，炮眼的部署、炸藥量多少、爆破標(biāo)準(zhǔn)步驟都至關(guān)重要，無論哪一個(gè)不合理或者不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，都會(huì)對(duì)巷道支架產(chǎn)生極大的影響。而支架受到爆破影響就會(huì)出現(xiàn)歪斜問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接被崩倒，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)重大冒頂事故。在2001年下旬，某煤礦施工團(tuán)隊(duì)在對(duì)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行施工時(shí)，巷道支護(hù)體系選取的是2.4m×2.4m×2.4m的工字型鋼棚，迎頭下半部分產(chǎn)生了破0.9m的底板巖石。在第一次進(jìn)行爆破時(shí)，并無異常發(fā)生;第二次爆破令爆破人員放松了警惕，沒有按照相關(guān)規(guī)章制度執(zhí)行，爆破點(diǎn)的位置與煤礦爆破圖紙不符，順序也極為混亂，最后致使數(shù)十架棚子被震倒，發(fā)生了大約2.6m的冒頂事故。

2煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的預(yù)防措施

2.1全面落實(shí)敲幫問頂制度

在煤礦開展掘進(jìn)施工之前，一定要派遣實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)技能高強(qiáng)的工作人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作流程實(shí)施敲幫問頂制度。在實(shí)際敲擊環(huán)節(jié)，也應(yīng)當(dāng)派遣相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，找頂工作人員所站立位置一定要安全。首先，拿起手鎬或者鋼釬對(duì)頂板、兩幫等部位予以輕緩的敲擊，之后可慢慢加大敲擊力度，若是聽到嗡嗡聲或者是空聲，應(yīng)當(dāng)及時(shí)使用長(zhǎng)柄工具將位于半空中的石塊、煤塊等撬下。如果敲擊時(shí)發(fā)出了清脆聲，那么應(yīng)當(dāng)使用手指緊緊貼住頂板或者對(duì)使用手鎬再次敲擊兩幫，倘若手指有震麻感，那么表明頂板或者兩幫的石塊早已脫離整體，也可能是整塊石頭出現(xiàn)了破裂現(xiàn)象，極易出現(xiàn)冒落事故，對(duì)此，一定要即刻對(duì)其進(jìn)行撬取，若是石塊體積偏大，不易撬取，那么一定要實(shí)時(shí)科學(xué)合理的支撐策略。反之，若是敲擊發(fā)出清脆聲且手指貼緊頂板未曾感覺到振動(dòng)，則代表頂板十分牢固[2]。

2.2地質(zhì)條件變化時(shí)應(yīng)用相關(guān)的安全措施

當(dāng)煤礦開采現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件出現(xiàn)較明顯變動(dòng)，可采用即時(shí)調(diào)整工程支護(hù)方式方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效應(yīng)對(duì)。但是所有作業(yè)項(xiàng)目的開展，一定要獲得有關(guān)部門的批準(zhǔn)，且加強(qiáng)對(duì)臨時(shí)支護(hù)方案的設(shè)計(jì)、修正、檢測(cè)。當(dāng)煤礦掘進(jìn)作業(yè)面意外遇到破碎帶、斷層以及其他地質(zhì)狀況時(shí)，應(yīng)結(jié)合工程開展實(shí)況，有針對(duì)性的推行支護(hù)保障措施。而面對(duì)斷層的工況時(shí)，可應(yīng)用撞楔法進(jìn)行操作。在特殊情況下，可結(jié)合工程實(shí)況，采用注漿固結(jié)法、壓注樹脂法等實(shí)現(xiàn)加固。

2.3嚴(yán)格按照要求完善支護(hù)結(jié)構(gòu)

在煤礦掘進(jìn)工作中，必須要確保支護(hù)結(jié)構(gòu)更加完善，這樣才能避免工作面出現(xiàn)冒頂事故。在進(jìn)行安全支護(hù)時(shí)，需確保支架的安全性和穩(wěn)定性，一般可以采用撐木或拉桿等設(shè)施，保證棚子能夠獲得順利連接，從而形成統(tǒng)一的整體，避免棚子出現(xiàn)垮塌。如果掘進(jìn)工作面出現(xiàn)斷層等不良地質(zhì)問題，就要對(duì)棚子的間距進(jìn)行調(diào)整。在應(yīng)用拱形棚子時(shí)，需要合理選擇卡纜，并嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行設(shè)置，還要確保扭緊力矩比現(xiàn)有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)更高。要使用具備扭矩指示器功能扳手作為作業(yè)工具，正式開展作業(yè)之前，需要對(duì)其進(jìn)行檢查[3]。

2.4避免爆破對(duì)支架造成損壞

需放炮時(shí)必須編寫專項(xiàng)措施，在進(jìn)行定點(diǎn)爆破時(shí)，要嚴(yán)格遵照爆破說明書及炮眼布置圖進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的操作，并隨時(shí)檢查槽眼定位和角度，嚴(yán)格控制好放置炸藥的量，如果在距離破碎帶近的地方進(jìn)行爆破時(shí)，嚴(yán)禁使用爆破形式進(jìn)行掘進(jìn)，可以用風(fēng)鎬洋鎬進(jìn)行人工掘進(jìn)，避免因?yàn)楸茖?duì)巷道頂板和支架造成的損壞[4]。

結(jié)束語：通過對(duì)煤礦掘進(jìn)工作面冒頂事故出現(xiàn)原因的分析，提出了相應(yīng)有效的防治措施：全面落實(shí)敲幫問頂制度、在支護(hù)環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)定程序、遭遇地質(zhì)條件突變時(shí)的安全技術(shù)策略、為有效防止爆破時(shí)崩歪、崩倒迎頭支架的措施以及定期培訓(xùn)從而提升施工人員的安全意識(shí)等，這些都對(duì)煤礦開采工作提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)

[1]袁佳節(jié).煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的原因及防治措施[J].當(dāng)代化工研究，2019（15）：15-16.

[2]李利國(guó).煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的原因及防治探析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（22）：125-126.

[3]馬鑫.煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的原因及防治措施[J].精品，2020（03）：229.

[4]張永明.煤礦掘進(jìn)工作面常見冒頂事故的原因及防治措施[J].當(dāng)代化工研究，2019，38（02）：24-25.