掘进工作面冒顶事故的原因、预防及处理方法的应用与研究

2015-12-22赵志华

中国新技术新产品 2015年12期

赵志华

赵志华

在我国矿井顶板事故中，掘进工作面冒顶事故在顶板事故中占有较大比重。因此，对掘进过程中冒顶事故的发生原因进行分析，并在此基础上对事故的预防及处理方法进行研究和应用是非常具有现实意义的。在本文中，笔者对冒顶事故原因进行了分析，并提出了预防和处理建议，希望可以为冒顶事故的探究提供参考。

掘进工作面；冒顶事故；原因；处理方法；应用；研究

据统计资料表明，我国煤矿顶板事故占总事故数量的40%，而掘进工作面冒顶事故占顶板死亡事故的20%左右，在煤矿事故中占很大的比重。因此，分析煤矿掘进工作面冒顶事故原因，预防冒顶事故的发生且在事故发生后正确应对，并提出合理的处理措施，对保护煤矿职工的生命和安全至关重要。

1　掘进工作面冒顶事故发生的原因分析

发生冒顶事故的因素有很多，有地质条件，也有生产设计和施工操作等方面。

1.1 地质原因引起冒顶事故。在煤矿生产过程中，事故的发生与地质情况有着密不可分的关系，常会因为地质的变化引发事故。常见的地质原因有：巷道的位置处于存在断层等特殊构造的地质层中，由于岩层变动破碎诱发冒顶事故；像页岩等围岩在外界环境的作用下容易被风化，进而变得松软不稳固，同时其本身的节理裂隙在长时间的环境作用下进一步发育，都会导致冒顶事故；掘进工作面遇到压力集中区等特殊情况时，未及时采取加强支护等措施导致冒顶事故；除此之外，在煤矿生产中遇到煤尘或者瓦斯等有害气体冒出也会引起冒顶事故。

1.2 生产设计不当引起冒顶事故。在设计中，如果设计不合理也会引起冒顶事故。常见的设计原因主要有：巷道的位置设计在较为松软的地质层中；对实际施工的地质资料调查研究不足，无法对施工事故做好预防或者及时合理应对；设计的支护结构和支护方式不符合实际需求，难以承受地压导致事故的发生。

1.3 施工失误引起冒顶事故。冒顶事故的发生与施工技术也有着直接的联系，如果施工不当，极易造成施工事故。常见的施工失误主要有：在施工过程中，对技术要求不够严格，未能一次成巷，导致围岩在环境中长时间暴露风化，产生了松动；支护设备在煤矿生产中对施工安全和施工技术起着重要的作用，而由于施工的失误，造成支护设备的架设不规范，质量未能严格控制，将会造成支架不稳固，进而产生冒顶事故；施工过程中，检查工作不到位，没有及时进行敲帮问顶，打眼放炮后没有及时扶正歪扭支架或棚腿设在浮矸或浮煤上，支架上顶及两帮没有插严背实，造成支架整体性及稳定性差，顶板来压时压垮或推垮支架导致冒顶事故发生；炸药量的选择失误，过大的炸药量造成围岩的松动，为冒顶的发生埋下隐患。

2　掘进工作面冒顶事故的主要预防措施

2.1 遇地质条件变化时的安全技术措施。当地质条件及围岩发生变化时，技术人员需根据地质变化情况更改支护形式，制定好相应的安全技术措施。当掘进工作面遇到断层、破碎带或其他条件时，应及时采取有效的支护措施，加强顶板管理，防止冒顶。

2.2 掘进工作面技术管理。施工前做好技术准备，首先是支护方式的选择应根据巷道围岩的性质、松动圈和矿压观测资料，针对井下现场实际选择支护方式和材料规格。掘进工作面巷道开口、过断层、老巷、处理冒顶、掘进刷扩帮卧底、挑顶等特殊地点施工，应提出有针对性的安全技术措施。其次技术人员建立技术档案，记载地质构造带、围岩变形带、积水区域掘进和影响范围的采空区、老巷等情况，为上下分层或相邻掘进工作面提供支护设计依据。

2.3 施工队伍的管理。首先要加强安全教育培训，增强员工的安全意识，定期组织学习规程措施，提高员工的职业技能。其次在施工过程中要严格执行规程措施的有关规定，规范员工的操作行为，按操作规程严格执行各道工序，每班负责人都要对隐患进行排查。

3　掘进工作面冒顶事故的处理方法应用与研究

当掘进工作面托煤顶或遇岩石破碎情况下，掘进发生冒顶事故时，应立即控制事故扩大化，同时按程序汇报，并由技术人员针对事故情况编制可行的安全措施，保证安全通过冒顶区域。一般处理冒顶事故的方法有撞楔法、吊梁+撞楔法、木垛法和注入固化剂等。

3.1 撞楔法。当巷道冒顶处为托煤顶或岩石破碎很容易继续冒落而无法进行处理和架棚时，可采用撞楔法处理。其操作步骤简要如下：首先加固紧靠冒顶处的支架，防止倒塌，且不允许清理冒落矸石（煤），避免上顶继续冒落造成垮落高度增加。其次沿该棚梁向冒顶区打入撞楔（如钢钎、带尖的原木或木板）用荆笆或板皮背严，防止矸石（煤）流入巷道，必要时撞楔可密集排列打入，上顶控制好后再清理矸石（煤），架设支架直到穿过冒顶区域。

3.2 吊梁+撞楔法。吊梁即在已支护老棚梁下用毛链或其他工具拴好新棚梁，使撞楔可在新老棚梁中间穿过，从而让撞楔起到作用（步骤同3.1），安全通过冒顶区域。这种方法适用于冒落矸石（煤）密集，压力大，撞楔无法打入冒顶区内。

3.3 木垛法。当掘进工作面上顶冒落后不再继续冒落，且上顶空顶面积相对较大时，可采用木垛法处理。其操作步骤简要如下：首先加固紧靠冒顶处的支架，防止倒塌。其次安排两名有经验的老工人，一人找掉，一人观山，将悬矸（煤）找下。最后在支架上顶架设木垛，第一层与第二层垂直，依次由下往上，直到撑住顶板为止，用荆笆或板皮背实空隙，再在支架上铺设经纬网，防止矸石再次冒落到巷道，这样就可以安全通过冒顶区域。

3.4 注入固化剂方法。矿用固化剂一般是玛丽散，这种产品固化时间短，见效快，但由于其成本较高，在有能力处理冒顶事故的情况下不予使用。当掘进工作面发生冒顶事故面积较大或其他处理方法难以解决时可采用注入固化剂的方法进行加固，在冒顶区域内斜向上打眼注液，待固化剂发生化学反应将破碎的岩石或煤粘合在一起后，方可安全通过冒顶区域。