矿井冒顶事故预防和处理探究

2019-01-03杨上升

中国金属通报 2019年4期

关键词：预兆冒顶顶梁

杨上升

（冀中能源邯郸矿业集团阜平矿业有限公司，河北保定 073200）

顶板冒落是矿井生产中最为常见的事故灾害，在一些地质条件复杂，裂隙较发育的区域更为多发。据统计，顶板冒落事故可占到采矿作业各类事故灾害的四成以上，可见其事故危害之大，尤其是大面积的顶板坍塌，常常会造成严重的人员伤亡和财产损失。

冒顶事故具有突发性强，破坏性大的特点，但并非是毫无预兆，不可防范的，冒顶事故一方面与地质条件有关，但更多的则与操作不规范，支护措施不到位有关。这就需要我们在日常生产中提高事故防范意识，按要求做好巷道支护，根据灾害预兆提前做好防范措施。

1 巷道冒顶事故的原因及预兆分析

冒顶是在矿井开采活动中，由于开采扰动使岩体原先的应力平衡被打破，继而造成巷道上部矿层塌落的现象。由此可见，冒顶事故的根本原因在于开采过程中矿山压力的活动且与地质构造条件密切相关，在一些地质构造复杂，裂隙比较发育的区域，开采扰动更容易造成岩体失稳。

此时如果顶板管理不当，顶板压力持续增大，岩体变形超过弹性变形极限，就会出现冒顶现象。冒顶事故原因具体有以下。

1.1 技术原因

矿井对于顶板管理的技术措施要求相当严格，完善的技术保障措施也是有效防范顶板事故的前提。技术方面的原因主要有：一是对地质条件复杂程度了解不足，未对巷道过松矿层做足准备，盲目推进；二是未采用一次成巷技术，致使巷道围岩在长时间的暴露下和风水侵蚀下出现松动，继而增加塌落风险；三是炸药用量过大，爆破位置不合理，使围岩受到严重震荡，不稳定性增加；四是支护措施不到位，包括支护方式和材料选择不当，布置间距不合理等。

1.2 生产组织管理原因

主要是人员安全防范意识不强，对冒顶预兆认识不够，重视不足，防范措施不到位；生产中没有严格执行“审帮问顶”制度，浮石处理中操作不规范，站位不合理；支护措施跟不上掘进进度，未能及时支护，日常工作中缺乏对支护措施的检查和维护。

1.3 冒顶事故的主要预兆

顶板异响，矿层应力发生变化，上方矿层产生离层或断裂时会发出异常声响；片帮煤变多，煤质变软，电钻打眼和采煤机割煤时均能感觉到省力；顶板产生裂隙并有增大的趋势；顶板淋水增加，说明顶板矿层内部应力和间隙发生变化，存在冒顶隐患；“审帮问顶”时顶板有空响声音，说明顶板离层，存在垮落风险。

2 矿井冒顶事故的预防措施

2.1 合理选择支护形式

有效的支护措施是避免冒顶事故的关键，生产中应认真勘查工作面顶板岩体质和构造情况，合理选择支护方式，例如坚硬顶板可采用点柱或带帽点柱，破碎顶板要用连锁棚、套棚，在一些大采深矿井通常采用“锚、网、索、喷”和U型金属联合支护的形式。

再就是要保证锚杆、金属网、金属支架等支护材料的规格和质量，保证其良好的支撑力。

2.2 保证支护措施的及时性和有限性

支护措施要与掘进进度及时跟进，避免顶板长时间空顶而使矿层应力变化发生冒落，矿井掘进开挖后要及时的喷砼封闭，避免矿井围岩长时间裸露风化。

采矿机采过后也要及时支柱，采用超前柱金属顶梁或打临时支柱的办法及时支护。支柱的架设应确保迎山有力，提高尾梁方向与支架顶梁方向的一致性，将顶梁贴于顶板位置与矿壁相垂直，避免采空区中尾梁受力对顶梁产生不良压力。

2.3 严格按规程规范操作

严格执行“审帮问顶”制度，认真排查顶板隐患，清除顶板浮石，如发现有淋水增加，敲击空响或是沼气量增大的现象，必须要停止作业，采取必须的防护措施，消除隐患后方可继续施工。在工作面和探巷交接位置，采取减少装药量，密集打眼，浅打眼的方式可减少因爆破造成的顶板岩层的震动，较低顶板冒落风险。

3 矿井冒顶事故的处理措施

在发生矿井冒顶事故后，应以救人为首位，首先要分析掌握因冒顶被堵、被压人员的数量和位置，尽量与他们保持联系，方便救援；同时要查看附近矿体情况，监测有害气体浓度，防止二次事故发生。巷道冒顶要根据范围来确定解决方案，冒顶范围较小时，可先加固冒顶处支架，防止倒塌，直接沿该棚架处向冒落区打入撞楔后，清理矸石，架设支架，直到穿过冒顶区；如冒顶范围较大时，可用撞楔法先架设临时支架处理冒顶，架设小口，待救出人员，恢复通风后再用撞楔法处理大断面冒顶，架设永久支架。

在顶板垮落高度较高，巷道被堵塞的情况下，此时清理矸石很容易引起顶板的持续冒落。遇到这种情况，应采取先打入楔子，再用混凝土固定的办法，形成临时支架以防止顶板继续冒落；待顶板稳定后，采用锚喷支护进行处理。