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[摘 要]本为结合工作实践经验,对井巷冒顶事故的原因及特点、征兆进行了阐述,分析了巷道维修及冒顶处理的一般原则及巷道冒顶处理方法,并提出了预防冒顶事故的具体措施,对工作具有一定的指导意义。
[关键词]巷道维修;冒顶事故;处理方法
中图分类号:TD327.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-015-01
冒顶事故是矿井采掘工作面生产过程中经常发生的,其对矿井安全生产危害极大,因此,加强矿山顶板管理、预测井下工作面可能存在的隐患,及时采取预防措施,对矿井安全生产具有非常重要的作用。
一、冒顶原因及特点
冒顶事故的发生,一般与矿山地质条件、水产技术和组织管理等有关。当围岩压力增大时,可能出现巷道发生变形、断面变小、支架折损或顶帮漏煤(岩)块等现象,甚至发生冒顶。当出现这些情况时都必须及时进行处理。如果在处理时方法措施不当,就可能延缓处理时间,使小变形变成大变形,小冒顶变成大冒顶,维修和处理的难度加大,而且更严重的是发生人身伤亡事故。
冒顶事故一般都发生在地质条件有变化的地点,如小断层、岩石裂隙发育且易离层的工作面。一般来讲,冒顶范围较大,基本在巷道成巷部分,大多发生在掘进施工期间,且瞬间发生,随机性很大,使人防不胜防。
煤矿井下巷道冒顶是有预兆的,当岩石有新的裂隙或断裂,用长把工具撞击发现沉闷的咚咚声,岩石发出清脆的断裂声,有小块岩石掉落,煤巷里出现碎煤从支架上方顶板处落下,以及淋水量等都是巷道要冒顶的前兆。
二、巷道维修及冒顶处理的一般原则
(一)先外后里原则
这一原则指的是:先检查该处前后5m范围支架的完整情况,有问题先处理。必要时可采取临时加固措施,例如加密支架,加打木垛,前后支架拉紧支牢,加打抬板,插严背牢等,以增加后路、外围支架的支护能力和稳定性,确保后路畅通。
對一段范围巷道维修和冒顶处理时,也必须坚持先处理外面的(离安全出口近的那一头),逐渐向前处理,再处理里面的,直至该段范围全部处理通。禁止在巷道只存一个安全出口的情况下两头处理,这样可以避免因维修和冒顶地带再一次发生冒顶,将人员堵在里面。
(二)先支后拆原则
这个原则指的:更换巷道支护时,在拆除原有支护前,应先加固临近支护,拆除原有支护后,必须及时除掉顶帮后矸和架设永久支护,必要时还应采取临时支护措施。如需更换柱腿,应该先用内注式单体液压支柱或金属磨擦支柱在顶梁下打好立柱,再拆去旧柱腿。
(三)先上后下原则
这一原则指的:倾斜巷道维修支架和处理冒顶时应该由上至下进行。特别是倾角在15°以上时,必须有防止矸石、物料滚落和支架歪倒的安全措施。
(四)先近后远原则
这一原则指的:当一条巷道存有几处需要维修支架和处理冒顶的地段,应该先处理距安全出口较近的那段,再向前处理较远的那一段,直至把巷道内的各段都维修好或处理通。这样可以避免因距安全出口较近的那一段再次冒顶,将里面那一段的作业人员堵在里面。
(五)先顶后帮原则
这一原则指的:为了保证操作人员的人身安全,在处理等程序上必须注意先维护,支撑住顶板,再维护好两帮,如巷道一侧片帮需要处理,这时必须在顶梁下靠片帮侧打上一根立柱,使顶板稳住,然后对片帮空间进行架设支架。
三、巷道冒顶处理方法
(一)巷道冒顶的处理方法。巷道冒顶有许多有以下处理方法:
1、直接支架法。在巷道围岩已经稳定,冒落矸石又不多,冒顶范围约为2架~3 架时,可采用直接支架法,即先扒掉碍事的矸石,在两帮掏出拉窝,然后立好柱腿,紧接着架设顶梁,并且插背好,最后清理底部煤矸。再往前依次照上述程序操作,直至处理完毕为止。
2、撞楔法。撞楔法是一种超前支护法,在超前支架的掩护下,可以使巷道顶扳完全不暴露。这种方法要求每架支架均应牢固可靠,前后支架之间必须用撑柱和扒钉连结成整体。当巷道冒落矸很碎,可采用撞楔法处理。在冒顶的地方先用撞楔向冒落碎矸深处打入,在撞楔的保护下,清理冒落的煤矸,重新架设支架。撞楔的材料可选用钢轨或小圆木。
3、锚喷法。在巷道内有压风系统,且围岩条件允许的情况下,采用锚喷法处理冒顶,不仅节省时间,节约材料,而且作业比较安全,是目前比较广泛使用的方法。在处理冒顶时,要将浮石处理干净,清洗岩面,要注意人员和设备的安全。锚喷法适用于冒顶范围较大,具备锚喷支护设备的岩巷。先处理冒顶区域内顶板及两帮活矸,人员站在安全侧向冒顶区域顶部喷射一层厚30mm~50mm的混凝土封固顶板,然后再封两帮。
4、木垛法。当冒落的范围不大,且冒落区顶板在一定时间内尚能保持平衡状态时,可采用木垛法。如果巷道冒顶冒顶范围较大冒落高度较高,且冒落空洞以上顶板基本稳定,可以采用木垛法。先在冒落空洞里以下部的冒落煤矸为底加打木垛接顶,然后在木垛保护下清理煤矸,重新支架。在冒落空洞里加打木垛是带有一定危险的工作,操作时必须十分注意安全。操作前要站在有支架掩护的地点,用长柄工具敲帮问顶,并设专人观察顶板变化情况。
(二)按照处理冒顶时支护断面大小和位置划分
按处理冒顶时支护断面大小和位置可以分为以下三种:
1、全断面处理。即在处理冒顶时新架设的支架与原支架断面基本一致,也称一次成巷的处理方法。它的优点是避免多次松动原已破碎的顶板,缺点是进度较慢。它适用于冒顶范围不大的巷道。
2、小断面处理。即先架设远比原巷道支架规格要小得多的临时支架,然后再扩大为永久支架,也称二次成巷的处理方法。它的优点是处理冒顶进度快;缺点是需要进行二次支护。它适用于抢救被堵人员和急于恢复巷道用作运输、行人和通风的冒顶处理。
3、绕道掘进巷道。当巷道冒落范围和冒落高度都很大,冒顶处理条件极其困难时,可以采用另开绕道,躲开冒顶区域重新掘进巷道的方法。
四、预防冒顶事故的措施
1、选用合理的采矿方法。根据实际情况,制定具体的安全技术措施和操作规程,建立正常的生产秩序和作业制度,保证人员在生产过程的安全。
2、搞好技术培训,提高操作人员素质。加强对基础技术管理人员和作业人员的培训,使他们了解地质构造、地压、支护、松石处理等方面的技术知识及顶板管理的基本知识,提高人员技术素质和处理突发事故的能力。
3、加强掘进工作面顶板管理,重视井巷的支护维修工作。为了防止松软岩层掘进工作面的顶板冒落,永久支架落后与掘进工作面的距离不得超过3米,如顶板很松软时还要缩短,同时在掘进工作面和永久支架之间,还必须设临时支架。此外还要加强掘进工作面顶板质量并定期检查,发现问题及时维修和更换。
4、合理科学的布置巷道位置、规格、形状和结构。要避免在地质构造线附近布置井巷工程。因为地质构造线附近的压应力更大,这些地方容易冒顶,如井巷工程必须通过这些地方,应采取相应的支护措施或特殊的施工方案。
5、加强对顶板浮石的检查与处理,提高顶板管理的技术水平。浮石是掘进巷道爆破后极为常见的,对浮石的检查和处理是一项经常性的重要工作,必须高度重视。同时要加强各级培训,提高各级人员的技术水平,树立安全第一的思想,建立群查、群放、群治的的顶板管理制度,防范事故与未然。
[关键词]巷道维修;冒顶事故;处理方法
中图分类号:TD327.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)26-015-01
冒顶事故是矿井采掘工作面生产过程中经常发生的,其对矿井安全生产危害极大,因此,加强矿山顶板管理、预测井下工作面可能存在的隐患,及时采取预防措施,对矿井安全生产具有非常重要的作用。
一、冒顶原因及特点
冒顶事故的发生,一般与矿山地质条件、水产技术和组织管理等有关。当围岩压力增大时,可能出现巷道发生变形、断面变小、支架折损或顶帮漏煤(岩)块等现象,甚至发生冒顶。当出现这些情况时都必须及时进行处理。如果在处理时方法措施不当,就可能延缓处理时间,使小变形变成大变形,小冒顶变成大冒顶,维修和处理的难度加大,而且更严重的是发生人身伤亡事故。
冒顶事故一般都发生在地质条件有变化的地点,如小断层、岩石裂隙发育且易离层的工作面。一般来讲,冒顶范围较大,基本在巷道成巷部分,大多发生在掘进施工期间,且瞬间发生,随机性很大,使人防不胜防。
煤矿井下巷道冒顶是有预兆的,当岩石有新的裂隙或断裂,用长把工具撞击发现沉闷的咚咚声,岩石发出清脆的断裂声,有小块岩石掉落,煤巷里出现碎煤从支架上方顶板处落下,以及淋水量等都是巷道要冒顶的前兆。
二、巷道维修及冒顶处理的一般原则
(一)先外后里原则
这一原则指的是:先检查该处前后5m范围支架的完整情况,有问题先处理。必要时可采取临时加固措施,例如加密支架,加打木垛,前后支架拉紧支牢,加打抬板,插严背牢等,以增加后路、外围支架的支护能力和稳定性,确保后路畅通。
對一段范围巷道维修和冒顶处理时,也必须坚持先处理外面的(离安全出口近的那一头),逐渐向前处理,再处理里面的,直至该段范围全部处理通。禁止在巷道只存一个安全出口的情况下两头处理,这样可以避免因维修和冒顶地带再一次发生冒顶,将人员堵在里面。
(二)先支后拆原则
这个原则指的:更换巷道支护时,在拆除原有支护前,应先加固临近支护,拆除原有支护后,必须及时除掉顶帮后矸和架设永久支护,必要时还应采取临时支护措施。如需更换柱腿,应该先用内注式单体液压支柱或金属磨擦支柱在顶梁下打好立柱,再拆去旧柱腿。
(三)先上后下原则
这一原则指的:倾斜巷道维修支架和处理冒顶时应该由上至下进行。特别是倾角在15°以上时,必须有防止矸石、物料滚落和支架歪倒的安全措施。
(四)先近后远原则
这一原则指的:当一条巷道存有几处需要维修支架和处理冒顶的地段,应该先处理距安全出口较近的那段,再向前处理较远的那一段,直至把巷道内的各段都维修好或处理通。这样可以避免因距安全出口较近的那一段再次冒顶,将里面那一段的作业人员堵在里面。
(五)先顶后帮原则
这一原则指的:为了保证操作人员的人身安全,在处理等程序上必须注意先维护,支撑住顶板,再维护好两帮,如巷道一侧片帮需要处理,这时必须在顶梁下靠片帮侧打上一根立柱,使顶板稳住,然后对片帮空间进行架设支架。
三、巷道冒顶处理方法
(一)巷道冒顶的处理方法。巷道冒顶有许多有以下处理方法:
1、直接支架法。在巷道围岩已经稳定,冒落矸石又不多,冒顶范围约为2架~3 架时,可采用直接支架法,即先扒掉碍事的矸石,在两帮掏出拉窝,然后立好柱腿,紧接着架设顶梁,并且插背好,最后清理底部煤矸。再往前依次照上述程序操作,直至处理完毕为止。
2、撞楔法。撞楔法是一种超前支护法,在超前支架的掩护下,可以使巷道顶扳完全不暴露。这种方法要求每架支架均应牢固可靠,前后支架之间必须用撑柱和扒钉连结成整体。当巷道冒落矸很碎,可采用撞楔法处理。在冒顶的地方先用撞楔向冒落碎矸深处打入,在撞楔的保护下,清理冒落的煤矸,重新架设支架。撞楔的材料可选用钢轨或小圆木。
3、锚喷法。在巷道内有压风系统,且围岩条件允许的情况下,采用锚喷法处理冒顶,不仅节省时间,节约材料,而且作业比较安全,是目前比较广泛使用的方法。在处理冒顶时,要将浮石处理干净,清洗岩面,要注意人员和设备的安全。锚喷法适用于冒顶范围较大,具备锚喷支护设备的岩巷。先处理冒顶区域内顶板及两帮活矸,人员站在安全侧向冒顶区域顶部喷射一层厚30mm~50mm的混凝土封固顶板,然后再封两帮。
4、木垛法。当冒落的范围不大,且冒落区顶板在一定时间内尚能保持平衡状态时,可采用木垛法。如果巷道冒顶冒顶范围较大冒落高度较高,且冒落空洞以上顶板基本稳定,可以采用木垛法。先在冒落空洞里以下部的冒落煤矸为底加打木垛接顶,然后在木垛保护下清理煤矸,重新支架。在冒落空洞里加打木垛是带有一定危险的工作,操作时必须十分注意安全。操作前要站在有支架掩护的地点,用长柄工具敲帮问顶,并设专人观察顶板变化情况。
(二)按照处理冒顶时支护断面大小和位置划分
按处理冒顶时支护断面大小和位置可以分为以下三种:
1、全断面处理。即在处理冒顶时新架设的支架与原支架断面基本一致,也称一次成巷的处理方法。它的优点是避免多次松动原已破碎的顶板,缺点是进度较慢。它适用于冒顶范围不大的巷道。
2、小断面处理。即先架设远比原巷道支架规格要小得多的临时支架,然后再扩大为永久支架,也称二次成巷的处理方法。它的优点是处理冒顶进度快;缺点是需要进行二次支护。它适用于抢救被堵人员和急于恢复巷道用作运输、行人和通风的冒顶处理。
3、绕道掘进巷道。当巷道冒落范围和冒落高度都很大,冒顶处理条件极其困难时,可以采用另开绕道,躲开冒顶区域重新掘进巷道的方法。
四、预防冒顶事故的措施
1、选用合理的采矿方法。根据实际情况,制定具体的安全技术措施和操作规程,建立正常的生产秩序和作业制度,保证人员在生产过程的安全。
2、搞好技术培训,提高操作人员素质。加强对基础技术管理人员和作业人员的培训,使他们了解地质构造、地压、支护、松石处理等方面的技术知识及顶板管理的基本知识,提高人员技术素质和处理突发事故的能力。
3、加强掘进工作面顶板管理,重视井巷的支护维修工作。为了防止松软岩层掘进工作面的顶板冒落,永久支架落后与掘进工作面的距离不得超过3米,如顶板很松软时还要缩短,同时在掘进工作面和永久支架之间,还必须设临时支架。此外还要加强掘进工作面顶板质量并定期检查,发现问题及时维修和更换。
4、合理科学的布置巷道位置、规格、形状和结构。要避免在地质构造线附近布置井巷工程。因为地质构造线附近的压应力更大,这些地方容易冒顶,如井巷工程必须通过这些地方,应采取相应的支护措施或特殊的施工方案。
5、加强对顶板浮石的检查与处理,提高顶板管理的技术水平。浮石是掘进巷道爆破后极为常见的,对浮石的检查和处理是一项经常性的重要工作,必须高度重视。同时要加强各级培训,提高各级人员的技术水平,树立安全第一的思想,建立群查、群放、群治的的顶板管理制度,防范事故与未然。