礦井冒頂事故預(yù)防和處理探究

楊上升

（冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)阜平礦業(yè)有限公司，河北 保定 073200）

頂板冒落是礦井生產(chǎn)中最為常見的事故災(zāi)害，在一些地質(zhì)條件復(fù)雜，裂隙較發(fā)育的區(qū)域更為多發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，頂板冒落事故可占到采礦作業(yè)各類事故災(zāi)害的四成以上，可見其事故危害之大，尤其是大面積的頂板坍塌，常常會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

冒頂事故具有突發(fā)性強(qiáng)，破壞性大的特點(diǎn)，但并非是毫無預(yù)兆，不可防范的，冒頂事故一方面與地質(zhì)條件有關(guān)，但更多的則與操作不規(guī)范，支護(hù)措施不到位有關(guān)。這就需要我們在日常生產(chǎn)中提高事故防范意識，按要求做好巷道支護(hù)，根據(jù)災(zāi)害預(yù)兆提前做好防范措施。

1 巷道冒頂事故的原因及預(yù)兆分析

冒頂是在礦井開采活動中，由于開采擾動使巖體原先的應(yīng)力平衡被打破，繼而造成巷道上部礦層塌落的現(xiàn)象。由此可見，冒頂事故的根本原因在于開采過程中礦山壓力的活動且與地質(zhì)構(gòu)造條件密切相關(guān)，在一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，裂隙比較發(fā)育的區(qū)域，開采擾動更容易造成巖體失穩(wěn)。

此時(shí)如果頂板管理不當(dāng)，頂板壓力持續(xù)增大，巖體變形超過彈性變形極限，就會出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。冒頂事故原因具體有以下。

1.1 技術(shù)原因

礦井對于頂板管理的技術(shù)措施要求相當(dāng)嚴(yán)格，完善的技術(shù)保障措施也是有效防范頂板事故的前提。技術(shù)方面的原因主要有：一是對地質(zhì)條件復(fù)雜程度了解不足，未對巷道過松礦層做足準(zhǔn)備，盲目推進(jìn)；二是未采用一次成巷技術(shù)，致使巷道圍巖在長時(shí)間的暴露下和風(fēng)水侵蝕下出現(xiàn)松動，繼而增加塌落風(fēng)險(xiǎn)；三是炸藥用量過大，爆破位置不合理，使圍巖受到嚴(yán)重震蕩，不穩(wěn)定性增加；四是支護(hù)措施不到位，包括支護(hù)方式和材料選擇不當(dāng)，布置間距不合理等。

1.2 生產(chǎn)組織管理原因

主要是人員安全防范意識不強(qiáng)，對冒頂預(yù)兆認(rèn)識不夠，重視不足，防范措施不到位；生產(chǎn)中沒有嚴(yán)格執(zhí)行“審幫問頂”制度，浮石處理中操作不規(guī)范，站位不合理；支護(hù)措施跟不上掘進(jìn)進(jìn)度，未能及時(shí)支護(hù)，日常工作中缺乏對支護(hù)措施的檢查和維護(hù)。

1.3 冒頂事故的主要預(yù)兆

頂板異響，礦層應(yīng)力發(fā)生變化，上方礦層產(chǎn)生離層或斷裂時(shí)會發(fā)出異常聲響；片幫煤變多，煤質(zhì)變軟，電鉆打眼和采煤機(jī)割煤時(shí)均能感覺到省力；頂板產(chǎn)生裂隙并有增大的趨勢；頂板淋水增加，說明頂板礦層內(nèi)部應(yīng)力和間隙發(fā)生變化，存在冒頂隱患；“審幫問頂”時(shí)頂板有空響聲音，說明頂板離層，存在垮落風(fēng)險(xiǎn)。

2 礦井冒頂事故的預(yù)防措施

2.1 合理選擇支護(hù)形式

有效的支護(hù)措施是避免冒頂事故的關(guān)鍵，生產(chǎn)中應(yīng)認(rèn)真勘查工作面頂板巖體質(zhì)和構(gòu)造情況，合理選擇支護(hù)方式，例如堅(jiān)硬頂板可采用點(diǎn)柱或帶帽點(diǎn)柱，破碎頂板要用連鎖棚、套棚，在一些大采深礦井通常采用“錨、網(wǎng)、索、噴”和U型金屬聯(lián)合支護(hù)的形式。

再就是要保證錨桿、金屬網(wǎng)、金屬支架等支護(hù)材料的規(guī)格和質(zhì)量，保證其良好的支撐力。

2.2 保證支護(hù)措施的及時(shí)性和有限性

支護(hù)措施要與掘進(jìn)進(jìn)度及時(shí)跟進(jìn)，避免頂板長時(shí)間空頂而使礦層應(yīng)力變化發(fā)生冒落，礦井掘進(jìn)開挖后要及時(shí)的噴砼封閉，避免礦井圍巖長時(shí)間裸露風(fēng)化。

采礦機(jī)采過后也要及時(shí)支柱，采用超前柱金屬頂梁或打臨時(shí)支柱的辦法及時(shí)支護(hù)。支柱的架設(shè)應(yīng)確保迎山有力，提高尾梁方向與支架頂梁方向的一致性，將頂梁貼于頂板位置與礦壁相垂直，避免采空區(qū)中尾梁受力對頂梁產(chǎn)生不良壓力。

2.3 嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)范操作

嚴(yán)格執(zhí)行“審幫問頂”制度，認(rèn)真排查頂板隱患，清除頂板浮石，如發(fā)現(xiàn)有淋水增加，敲擊空響或是沼氣量增大的現(xiàn)象，必須要停止作業(yè)，采取必須的防護(hù)措施，消除隱患后方可繼續(xù)施工。在工作面和探巷交接位置，采取減少裝藥量，密集打眼，淺打眼的方式可減少因爆破造成的頂板巖層的震動，較低頂板冒落風(fēng)險(xiǎn)。

3 礦井冒頂事故的處理措施

在發(fā)生礦井冒頂事故后，應(yīng)以救人為首位，首先要分析掌握因冒頂被堵、被壓人員的數(shù)量和位置，盡量與他們保持聯(lián)系，方便救援；同時(shí)要查看附近礦體情況，監(jiān)測有害氣體濃度，防止二次事故發(fā)生。巷道冒頂要根據(jù)范圍來確定解決方案，冒頂范圍較小時(shí)，可先加固冒頂處支架，防止倒塌，直接沿該棚架處向冒落區(qū)打入撞楔后，清理矸石，架設(shè)支架，直到穿過冒頂區(qū)；如冒頂范圍較大時(shí)，可用撞楔法先架設(shè)臨時(shí)支架處理冒頂，架設(shè)小口，待救出人員，恢復(fù)通風(fēng)后再用撞楔法處理大斷面冒頂，架設(shè)永久支架。

在頂板垮落高度較高，巷道被堵塞的情況下，此時(shí)清理矸石很容易引起頂板的持續(xù)冒落。遇到這種情況，應(yīng)采取先打入楔子，再用混凝土固定的辦法，形成臨時(shí)支架以防止頂板繼續(xù)冒落；待頂板穩(wěn)定后，采用錨噴支護(hù)進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

面對礦井冒頂事故，需要我們在現(xiàn)有的預(yù)防和處理技術(shù)措施基礎(chǔ)上，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加以改進(jìn)創(chuàng)新，才能有效預(yù)防冒頂事故發(fā)生，保障礦井安全生產(chǎn)。