掘進(jìn)巷道冒頂事故的原因及防治措施

掘進(jìn)巷道冒頂事故的原因及防治措施

張旭異(山西陽煤集團(tuán)公司三礦，山西陽泉045008)

摘 要：分析了煤礦掘進(jìn)巷道不同支護(hù)情況下發(fā)生冒頂事故的原因，指出，為了防止井下掘進(jìn)巷道發(fā)生冒頂事故，必須根據(jù)巷道的不同類型、不同施工地點(diǎn)及工藝，采取相應(yīng)的支護(hù)形式，保證支護(hù)質(zhì)量，才能有效避免冒頂事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)巷道；冒頂事故；防治措施

0 引言

巷道頂板事故多發(fā)生在掘進(jìn)工作面及巷道交叉口。由于巷道冒頂而導(dǎo)致的死亡事故80％以上發(fā)生在這些地點(diǎn)。分析巷道冒頂事故原因，采取針對性的措施，預(yù)防事故的發(fā)生，對保證安全生產(chǎn)具有重大

1 掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因及預(yù)防措施

1．1 導(dǎo)致掘進(jìn)工作面冒頂?shù)脑?

掘進(jìn)破巖后，頂部存在著將與巖體失去聯(lián)系的巖塊。如果支護(hù)不及時(shí)，該巖塊可能因與巖體失去聯(lián)系而冒落，或雖然已支護(hù)，但支護(hù)失效或支撐力不足，就會冒落造成事故。在斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，掘進(jìn)巷道時(shí)頂板浮石的冒落，在層理裂隙發(fā)育的巖層中掘進(jìn)巷道時(shí)，頂板的冒落等，都屬于前者。因放炮不慎崩倒附近支架而導(dǎo)致的冒頂，因接頂不嚴(yán)實(shí)而導(dǎo)致巖塊砸壞支架的冒頂?shù)龋瑒t屬于后者。此外，前者也可能同時(shí)引起后者的發(fā)生，例如，掘進(jìn)工作面無支護(hù)部分片幫冒頂推倒附近棚子導(dǎo)致更大范圍的冒頂?shù)取?

1.2 預(yù)防掘進(jìn)工作面冒頂事故的措施

a)合理布置巷道。礦井主要巷道服務(wù)年限長，斷面大，應(yīng)布置在圍巖強(qiáng)度高的煤層或底板巖層中。工作面上下順槽盡量采用沿空掘巷和沿空留巷，避開支承壓力的影響，并要注意少掘交叉巷道和上下重疊的巷道。

b)選擇合理的巷道斷面尺寸和斷面形狀。

c)掘進(jìn)工作面要及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)?？拷蜻M(jìn)工作面10m內(nèi)的支護(hù)，在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必須先行修復(fù)，之后方可進(jìn)入工作面進(jìn)行作業(yè)。修復(fù)支架時(shí)必須先檢查頂、幫，并由外向里逐架進(jìn)行。

d)掘進(jìn)巷道時(shí)，禁止任意加大棚子或錨桿間距，嚴(yán)禁任意修改支護(hù)參數(shù)及材料規(guī)格。在堅(jiān)硬和穩(wěn)定的煤、巖層中，需要加大棚距和不設(shè)支護(hù)時(shí)，必須制訂安全措施。

e)嚴(yán)格錨桿錨索巷道的工程質(zhì)量，保證錨桿錨索巷道的錨固力，嚴(yán)禁使用失效錨固劑和不合格的錨桿、錨索。

f)加強(qiáng)錨桿錨索巷道的頂板巖性探測，依此信息不斷修正支護(hù)參數(shù)，保證加強(qiáng)錨索的錨固端能夠伸入到深部穩(wěn)定巖層。

g)巷道掘進(jìn)通過老巷、地質(zhì)破碎帶及淋水地帶時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況采用前探支架、連鎖棚子等專門措施進(jìn)行支護(hù)，提高支架的支撐能力；棚子支護(hù)時(shí)應(yīng)緊靠掘進(jìn)工作面，并縮小棚距，在掘進(jìn)工作面附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體防止棚子被推垮，必要時(shí)還要打中柱；錨桿支護(hù)時(shí)應(yīng)采取“棚錨”聯(lián)合支護(hù)的特殊措施。

h)嚴(yán)格要求巷道支護(hù)的規(guī)格質(zhì)量，應(yīng)按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，不斷進(jìn)行檢查和修理巷道，發(fā)現(xiàn)規(guī)格質(zhì)量不合格或損壞的支架，應(yīng)及時(shí)更換以防止冒頂事故的發(fā)生，保證通風(fēng)、運(yùn)輸暢通和行人的安全。撤換支架和刷大巷道時(shí)，也必須由外向里逐架進(jìn)行。撤換支架前，應(yīng)先加固好工作地點(diǎn)前后的支架。在獨(dú)頭巷道內(nèi)進(jìn)行支架修復(fù)工作時(shí)，巷道里面應(yīng)停止掘進(jìn)或從事其他工作，以免頂板冒落堵人。

2 巷道交岔處冒頂事故的原因及預(yù)防措施

2.1 巷道交岔處冒頂事故的原因

巷道交岔處冒頂事故往往發(fā)生在巷道開岔的時(shí)候，因?yàn)殚_岔口需要架設(shè)抬棚替換原巷道棚子的棚腿，如果開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊，并且圍巖正向巷道擠壓，而新支設(shè)抬棚的強(qiáng)度不夠，或穩(wěn)定性不夠，就可能造成冒頂事故。當(dāng)巷道圍巖強(qiáng)度不是很大時(shí)，頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊以及圍巖向巷道擠壓在所難免，如果開岔處正好是掘進(jìn)時(shí)的冒頂處，則情況更為嚴(yán)重。新支設(shè)抬棚的穩(wěn)定性與以下因素有關(guān)：

a)抬棚架設(shè)一段時(shí)間后才能穩(wěn)定過早拆除原巷道棚腿容易造成抬棚不穩(wěn)。

b)開口處圍巖尖角如果被壓碎，抬棚腿失去依靠也會失穩(wěn)。抬棚的支撐性能是與選用的支護(hù)材料及其強(qiáng)度有關(guān)。

c)交岔點(diǎn)錨桿、錨噴巷道的原支護(hù)參數(shù)不合理，沒有及時(shí)進(jìn)行修正，采取加密支護(hù)。

2.2 預(yù)防巷道開岔處冒頂事故的措施

a)開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶?

b)提高抬棚的初撐力。必須在開口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚腿，后支護(hù)抬棚。

c)注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。

d)當(dāng)開口處圍巖尖角被擠壓壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。

e)錨桿、錨噴巷道開口前，必須先對開口前后5m范圍的巷道支護(hù)采取縮小錨桿排間距、或增加錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

3 支架支護(hù)的巷道冒頂事故原因及預(yù)防措施

3.1 支架支護(hù)的巷道冒頂事故的原因

a)壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大，損壞了支架，或支架阻力過小，從而導(dǎo)致巷道頂部已破碎的巖塊冒落。

b)漏垮型冒頂是因無支護(hù)巷道或支護(hù)失效(非壓壞)巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落，造成事故的發(fā)生。

c)推垮型冒頂是因巷道頂板破碎巖石，在其運(yùn)動過程中失去了與周圍巖石力的聯(lián)系，存在平行巷道軸線的分力，如果這部分巷道支架的穩(wěn)定性不夠，可能被推倒而發(fā)生冒頂。

3.2 支架支護(hù)巷道冒頂事故的預(yù)防措施

a)巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，并避免采動的利影響。

b)巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。

c)巷道支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。

d)盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時(shí)，盡可能采用有初撐力的支架；支架施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。

e)凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，再施工。

f)更換巷道支護(hù)時(shí)，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨近支護(hù)，拆除原有支護(hù)后，必須及肘除掉頂板活矸和架設(shè)永久支護(hù)，必要時(shí)還應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。

g)支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉矸?？煽s性金屬支架應(yīng)用金屬支拉桿，并用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊卡纜。在傾斜巷道中必須有防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。

此外，在掘進(jìn)工作面10m內(nèi)、地質(zhì)破碎帶附近10m內(nèi)、巷道交岔點(diǎn)附近10m內(nèi)，冒頂處附近10m 內(nèi)，都是容易發(fā)生頂板事故的地點(diǎn)，巷道支護(hù)必須適當(dāng)加強(qiáng)。

4 錨桿(索)支護(hù)的巷道冒頂事故的原因及預(yù)防措施

4．1 錨桿(索)支護(hù)的巷道冒頂事故的原因

a)壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給錨桿(索)的壓力過大，損壞了錨桿(索)，或錨桿(索)的參數(shù)選擇不合理，阻力過小，從而導(dǎo)致巷道頂部已破碎的巖塊冒落。

b)漏垮型冒頂是因錨桿(索)支護(hù)失效(非壓壞)，巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落，造成事故的發(fā)生。

4.2 錨桿(索)支護(hù)的巷道冒頂事故的預(yù)防措施

a)巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，并避免采動的不利影響。

b)合理選擇錨桿(索)的參數(shù)，使之應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。

C)巷道在掘進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)進(jìn)行頂板探測，隨時(shí)掌握頂板巖性的變化，合理調(diào)整錨桿、錨索的參數(shù)，使其錨固端在圍巖松動圈以外，保證有效的錨固長度。

d)錨桿(索)巷道的錨桿(索)必須及時(shí)支護(hù)，避免空頂。盡可能做到錨桿(索)及早與圍巖共同承載，充分發(fā)揮錨桿(索)的主動支護(hù)作用。錨桿(索)選型時(shí)，必須有足夠的承載力；施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意按要求施加足夠的預(yù)應(yīng)力。

e)錨桿(索)巷道掘進(jìn)遇構(gòu)造時(shí)，必須實(shí)施嚴(yán)密措施提高其支護(hù)強(qiáng)度，或采取棚錨聯(lián)合支護(hù)以達(dá)到有效的支護(hù)。

f)對已掘的錨桿(索)巷道不定期的觀測，及時(shí)掌握巷道支護(hù)的變化情況，發(fā)現(xiàn)錨桿(索)失效、礦壓顯現(xiàn)明顯變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加棚或其他修護(hù)措施。

5 結(jié)語

為防止井下掘進(jìn)巷道發(fā)生冒頂事故，必須根據(jù)巷道的不同類型、不同的施工地點(diǎn)及工藝采取相應(yīng)的支護(hù)形式，且實(shí)際生產(chǎn)中，要根據(jù)巷道的圍巖狀況及時(shí)修正支護(hù)參數(shù)，技術(shù)上制訂切實(shí)可行的安全措施，嚴(yán)格按技術(shù)措施執(zhí)行，堅(jiān)持正規(guī)操作，保證其支護(hù)質(zhì)量，才能有效避免冒頂事故的發(fā)生。