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    頂板事故分析與點評教案

    作者:煤礦安全網 2014-06-04 14:16 來源:煤礦安全網

    本次課課題:礦井頂板災害概念、危害、防治及避災方法和頂板塵事故案例教育學時數:

    教學目的及要求: 通過本次課程的學習要使學員掌握頂板災害和事故防治及避災方法等。

    教學重點:頂板災害隱患識別和事故防治。

    教學難點:頂板災害防治。

    頂板事故分析與點評

    第一節 礦山壓力

    一、礦山壓力基本知識

    地殼中沒有受到人類工程活動影響的巖體稱為原巖,天然存在于原巖內與任何人為原因無關的應力場稱為原巖應力場。當開掘巷道或進行回采工作時,破壞了原來的應力平衡狀態,就會引起巖體內部應力的重新分布。宦表現為巷道和采煤工作面周圍煤、巖體產生移動、變形甚至破壞,直到煤、巖體內部形成一個新的應力平衡狀態為止。

    由于礦山開采活動的影響,在采掘巷道、工作面圍巖中所形成的力稱為礦山壓力,簡稱礦壓。由于礦山壓力的作用,5@起巖體的變形、破壞、冒落以及支撐物的變形、破壞與折損,并會在巖體中產生一系列動力現象,稱為礦山壓力顯現,簡稱礦壓顯現。

    為使礦壓顯現不致影響正常的開采和保證生產安全,就必須采取各種技術措施使礦壓顯現控制在一定的范圍內,凡減輕、調節、改變和利用礦山壓力作用的方法,均稱為礦壓控制。

    (一)煤層頂、底板

    1、偽頂:直接位于煤層之上,極易垮落的較薄巖層。它由泥巖、頁巖等軟弱巖層組成,厚度小于0.5m,常隨采隨落。

    2、直接頂:位于偽頂或煤層之上的一層或兒層相同或不同的巖層。它由泥質頁巖、頁巖、砂質頁巖等不穩定巖層組成,具有隨回柱放頂而垮落的特征。其厚度是指回柱放頂后能在采空區自行垮落的巖層厚度。

    根據頂板的堅硬程度、穩定程度以及對工作面礦壓影響程度,直接頂可分為四類:不穩定頂板、中等穩定頂板、穩定頂板和堅硬頂板。

    3、老頂:位于直接頂之上的巖層。由砂巖、石灰巖、砂礫巖等堅硬巖石所組成。其厚度大于2m,自然分層厚度較大,整體性較強,采空后能懸露較大面積。

    按老頂來壓強烈程度不同,老頂可分為四級:1級頂板,周期來壓不明顯;D級頂板,周期來壓明顯;皿級頂板,周期來壓強烈;w級頂板,周期來壓極強烈。

    4、直接底:位于開采層下面的巖層。當它為堅硬巖石時,可作為采煤工作面支柱的底座;如果是泥質頁巖等松軟巖層時,則常造成底鼓和支柱插人底板等現象;在開采急傾斜煤層時,直接底還可能出現沿傾斜滑動的現象。

    5、老底:位于直接底之下,一般由砂巖、石灰巖等堅固的巖層所組成。

    (二)巷道圍巖壓力及影響因素

    1、巷道圍巖壓力

    在巖體內開掘巷道后,原有巖體應力平衡狀態受到破壞,巷道圍巖應力情況出現部分區域升高,部分區域降低。這種巷道圍巖應力的集中和重新分布,使巷道周邊巖體自穩能力顯降低,導致向巷道空間移動。為了防止圍巖變形和破壞,需要對圍巖進行支護。這種圍巖變形受阻而作用在支護結構物上的擠壓力或塌落巖石的重力,統稱為巷道圍巖壓力。主要由松動圍巖壓力、變形圍巖壓力、膨脹圍巖壓力以及撞擊圍巖壓力組成。

    由于巷道開挖而松動或塌落的巖體,以重力的形式直接作用于支架結構物上的壓力,表現為松動圍巖壓力載荷形式。如支護不能有效地控制圍巖變形的發展,圍巖形成松動垮塌圈時,將導致松動圍巖壓力出現,通常頂壓顯現嚴重。

    支護能控制圍巖變形的發展時,圍巖位移擠壓支架而產生的壓力,稱為變形圍巖壓力,簡稱變形壓力。在"圍巖一支護"力學體系中,只要圍巖與支架相互作用,圍巖就會對支架施加變形壓力。彈性變形壓力是圍巖彈性變形時作用于支架上的壓力,彈性變形產生速度極快,變形量很小,對于圍巖、支護相互作用過程而言,實際意義不大。塑性變形壓力是由于圍巖的塑性變形和破裂,圍巖向巷道空間位移,使支護結構受到的壓力,是變形圍巖壓力的'主要形式。

    圍巖膨脹、崩解體積增大而施加于支護上的壓力,稱為膨脹壓力。膨脹壓力與變形壓力的基本區別于它是由吸水膨脹而引起的。從現象上看,屬于變形壓力范疇,但兩者的變形機制截然不同,前者是指與水發生物理化學反應,后者主要是圍巖應力與結構效應。

    撞擊圍巖壓力指圍巖積累了大量彈性變形能之后,突然釋放出來所產生的壓力;撞擊圍巖壓力是回采工作面上覆巖層劇烈運動時對巷道支護體所產生的壓力。

    2、影響巷道圍巖壓力的地質因素

    影響圍巖壓力的因素很多,通常可分為地質、開采和支護等類,影響圍巖壓力的地質因素有:原巖應力狀態、圍巖力學性質及巖體結構等。

    (1)原巖應力狀態。原巖應力是引起圍巖變形、破壞的基本作用力。原巖應力隨開來深度的增加而增長。所以,隨開采深度的增加,巷道圍巖壓力會明顯增長。原巖體中主應力的大小和方向不同,對巷道的影響作用不同,也直接影響到圍巖壓力。

    (2)圍巖力學性質。圍巖力學性質是指它的強度(包括抗壓、抗拉、抗剪等各種強度和黏聚力、內摩擦角等值)和變形性質及其他力學屬性。

    (3)巖體結構。當結構面強度遠小于結構體強度時,結構對圍巖壓力的影響極大。通常巖體破壞首先從弱面開始,這是圍巖壓力在節理和層理等弱面發育區、破壞帶、斷層和摺皺區顯現強烈的重要原因。 3、膨脹壓力的影響因素

    影響膨脹壓力的因素主要有巖石的組成與膠結狀態,物理化學性質,圍巖中水分的補給狀況,水與巖石的接觸條件,支護和充填層的可塑性等。

    (三)采煤工作面頂板活動的一般規律

    1、支承壓力

    1)支承壓力的形成

    在煤體未來動前,煤缽上所受的原始應力為單位面積上所受巖體的重量,煤體中開掘巷道(如開切眼)后,原始應力狀態受到破壞,應力將重新分布。這時在開切眼上部頂板內形成了自然平衡"壓力拱"。開切眼上方巖體重量由兩側煤體平均分擔。因此,在兩側煤體中產生了應力集中現象,這種集中應力稱為支承壓力。

    2)影響文承壓力大小、分布的因素

    支承壓力的大小及其分布與頂板懸露的面積和時間、開來深度、采空區充填程度、頂底

    板巖性、煤質軟硬有關。采空區頂板懸露面積越大、時間越長,頂板壓力就越大,而支承壓力的分布范圍和集中程度也就越大。開采深度越大,懸露頂板的重量越大,支承壓力也越大。 頂板巖層越堅硬,頂板壓力分布越均勻,支承壓力的集中程度就比較小。 若頂板的裂隙發育,則支承壓力比較集中,影響范圍也較小。 底板巖層堅硬,支承壓力影響范圍大,但集中程度小。煤質堅硬,支承壓力比較集中,影響范圍較小;反之,煤質松軟,變形和破壞程度越大,則支承壓力分布范圍越大,其集中程度越低。

    3)支承壓力顯現

    由于文承壓力的作用,可導致頂板預先下沉、煤壁破碎片幫、產生沖擊地壓、煤和瓦斯突出等現象。 當頂、底板均為厚而堅硬的巖層且煤質很堅硬、開采深度又較大、形成很大的支承壓力時,就可能產生沖擊地壓。沖擊地壓是礦山壓力顯現中最猛烈的形式。沖擊地壓是煤和巖層在礦壓作用下急劇地破碎和被拋出的現象。

    為了避免沖擊地壓發生而造成重大事故,必須采取措施降低支承壓力的集中程度。例如,采用充填法處理采空區,采空區內不留煤柱,避免兩個工作面相向回采,以防止形成文承壓力的重疊。支承壓力集中程度高,不僅可能產生煤層突出,還可能伴隨大量瓦斯突出,造成煤和瓦斯突出事故。

    綜上所述,生產中必須重視支承壓力的作用和影響,在開采自然條件不能改變的情況下,開采技術上應盡量設法減輕支承壓力集中程度。

    2、工作面初次來壓

    1)直接頂初次垮落

    一個長壁工作面從開切眼開始采煤后,直接頂的跨度不斷增加,其彎曲下沉也不斷地增加。一般在直接頂跨距達6-20m后,直接頂開始垮落。一般認為:當直接頂垮落厚度達1m以上、垮落長度達回來工作面長度一半以上時,就叫直接頂初次垮落。直接頂初次垮落時的跨距叫做初次垮落步距。

    2)老頂初次垮落與工作面初次來壓

    直接頂初次垮落后、回采工作面繼續向前推進,隨著每次回柱放頂,采空區上方的直接頂也就隨著垮落下來。

    隨著回采工作面的推進,梁的跨度愈來愈大,老頂就逐漸彎曲、下沉;當老頂雙支點梁達到極限時,它就斷裂、下沉。這時,回采工作面內頂板下沉加快、煤壁片幫嚴重、支架受力增大、甚至發生頂板臺階下沉等老頂來壓現象。

    工作面回采以來老頂第一次大視模來壓,叫做老頂的初次來壓。由開切眼到初次來壓時工作面推進的距離叫做老頂的初次來壓步距。一般為20-35m。

    3).工作面周期來壓

    老頂初次來壓后,隨著回采工作面的繼續推進,老頂巖梁周期性斷裂、下沉,工作面內周期性地出現頂板下沉加,巖、煤壁嚴重片幫、支架受載增大、以及頂板臺階下沉等老頂來壓現象,叫做老頂的周期來壓。

    老頂巖梁周期斷裂的距離叫做老頂周期來壓步距,一般為老頂初次來壓步距的

    1/2-1/4。

    二、巷道掘進頂板控制技術

    (一)巷道頂板控制包括以下三類方法及途徑

    第一類:巷道保護是指,為了使圍巖應力與巖體強度保持適應的關系,以便預防巷道失

    穩或有效的減輕礦壓危害而采取的各種技術措施,如選用有利于保持巷道穩定的斷面形狀,在巷道設計和掘進時就為預期的巷道縮小量預留備用斷面,在巷道旁留護巷煤柱或砌筑人工保護帶,將巷道布置在堅硬巖層中或應力降低區等等;

    第二類:巷道支護,一般指借助于安設各種支架去預防巷道圍巖產生過度變形和防止巷道冒頂、片幫,以保持巷道正常使用;

    第三類:巷道維護(維修),是指對已進行過支護的巷道,為了改善己惡化的維護狀況和恢復其穩定性所采取的一些措施,如巷道補棚、補柱、擴幫、起底、更換己損壞的支架構件甚至重新支護等。

    目前,采用的各種頂板控制方法,從其對付礦壓的原理來看,有"抗壓"、"讓壓。、"躲壓"、"移壓"等幾種。

    (二)巷道支護及其材料 "

    支護形式及支護材料的選擇取決于巷道圍巖性質、壓力大小、巷道的服務年限、用途及巷道的斷面形狀等因素。

    傳統的巷道支護有木支護,料石及混凝土砌喧、礦用工字鋼支護、U型鋼支護。目前廣泛采用的有錨桿支護以及噴射混凝土支護。

    1、木材支架木材支架常用的結構主要是梯形棚子,棚子間距通常在0.5-1.Om之間。木材支架的優點是重量輕,加工容易,對巷道條件的變化適應性大,并有一定的支撐力。一般不作為主要支護形式,只在局部地段使用,木支架的缺點明顯,強度低,易于腐爛,使用期短,維修費用高,通風阻力大,不防火,對圍巖移動的適應性差,因此,采準巷道應盡量不用或少用木支架。

    2、料石和混凝土砌碹

    石材支護是以天然石材及人工石材為主要原料,并以水泥砂漿膠結而成的支護。它和混凝土砌碹支護,主要用在服務時間較長,且地壓較大的井筒及主要巷道中作為永久支護。

    3、金屬支架

    金屬支架主要用U型鋼和礦用工字鋼制造,U型鋼是為制造可縮性支架而設計的,礦用工字鋼多用于制造剛性支架。 金屬支架的優點是具有承載能力大,可多次復用,儲運方便,架設容易、迅速等優點,是

    采準巷道中使用時間最長的一種支護形式。

    4、錨桿支護

    錨桿支護是錨固在煤、巖體內維護圍巖穩定的桿狀結構物,是一種主動支護形式,與被動支護相比,具有支護工藝簡單,支護效果好,支護成本低、施工方便等優點。

    錯桿種類繁多,按錨固方式可分為三大類:黏結式、機械式、摩擦式;按錨固長度可分為:全長錨固、端部錨固、加長錨固;按錨桿的工作特性可分為可拉伸錨桿與不可拉伸錨桿;按錨桿強度的大小可分為普通錨桿、高強錨桿、超高強錨桿。

    5、噴射混凝土支護

    噴射混凝土支護是用噴射機將混凝土混合物噴射在巖石表面上硬化而成的一種文護。先將砂、石過篩,按配合比和水泥一同送人攪拌機內攪拌,然后用礦車將拌合料運送至工作面,經上料機裝人以壓縮空氣為動力的噴射機,再經輸料管吹送到噴頭處與水混合后噴射在巖面上。

    6、錨噴支護

    錨噴聯合支護,使錨桿支護和噴射混凝土支護取長補短、互為補充,是一種性能更好的支護形式。錨桿與其穿過的巖體形成承載加固拱,噴射混凝土的作用則在于封閉圍巖,防止風化剝落,和圍巖結合在一起,對錨桿間的表面巖石起支護作用。

    三、巷道頂板事故的防治

    (一)造成巷道冒頂事故的因素

    造成巷道冒頂事故的因素包括:自然地質因素、T程質量因素、采掘工程因素和管理工作不到位等四個方面。

    1、自然地質因素

    (1)巖層層理影響。巖層內應力經過重新分布,容易造成巖層離層脫落。若有0.5-lm較弱巖層或煤層形成復合頂板時,空頂區頂板更容易發生彎曲、離層、下沉,造成圍巖整體穩定性差,發生頂板冒落和片幫的概率增多。

    (2)鑲嵌型圍巖結構的影響。鑲嵌結構巖體中的巖塊與原巖體之間多為光滑結構面,使層面黏聚力極低,導致巖層在無支護空頂區易突然墜落,大塊墜巖可能推垮不穩定支架,造成沒有預兆的突發性頂板事故。

    (3)巖層節理裂隙及破碎帶影響。巖層節理裂隙發育時破壞了巖體的完整性,尤其是風化帶、斷層破碎帶、層間錯動帶及稽皺破碎帶、擠壓破碎帶等地帶的圍巖松散破碎,更易造成巷道頂板冒頂事故。

    (4)地下水的影響。地下水對巖石具有減小層間摩擦系數,降低巖石的強度,使巖石軟化、崩解或體積膨脹,容易促使巷道冒頂事故的形成。

    2、施工質量因素

    (1)支架架設質量差。未按操作規程架設支架,導致支架阻力不能及時發揮作用,使圍巖松動破壞圈擴大,易造成冒頂事故;支架間連接性不好,使支架的橫向穩定性差,易造成多架支架傾倒的大面積冒頂,尤其是在傾斜巷道。

    (2)掘進打眼爆破參數掌握不好。炮眼角度不當,或裝藥量過大,爆破時易崩倒支架,且使掘進工作面增大圍巖破壞圈的范圍,易造成冒頂及片幫事故。

    3、采掘工程因素

    當受到來動引起的巖層運動和支承壓力的影響時,圍巖破壞范圍擴大,如果支護質量不好,極易造成片幫與冒頂事故。巷道掘進時,圍巖內產生應力重新分布,頂板巖層受到不同程度的破壞,尤其當兩巷道貫通時,在交叉點處懸露面積大,頂板破壞更加嚴重,極易造成冒頂事故。在翻修、維護巷道時,由于圍巖內應力二次重新分布,造成頂板破碎范圍擴大,也易造成冒頂事故的發生。

    3、管理因素

    4、 管理工作不到位造成操作規程不能落實,安全檢查沒有認真進行,沒有及時發現和處理

    事故隱患,也容易造成冒頂事故。

    (二)巷道冒頂事故的預防措施

    巷道頂板事故多發生在掘進工作面及巷道交叉點及巷道貫通處。

    1、掘進工作面冒頂事故的原因及防治措施

    1)掘進工作面冒頂的原因

    掘進破巖后,頂部存在與巖體失去聯系的巖塊,如果支護不及時,該巖塊可能與巖體完全失去聯系而冒落。掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體完全失去聯系的巖塊,一且支護失效,就會冒蔣造成事故。

    2)掘進工作面冒頂事故的防治措施

    (1)根據掘進工作面巖石性質,嚴格控制空頂距,當掘進工作面遇到斷層摺曲等地質構造破壞帶或層理裂隙發育的巖層時,棚于應緊靠掘進工作面。對掘進工作面新懸露出來的頂板,應采用及時支護或超前臨時文護,以保證安全作業。

    (2)加強安全檢查,『格執行敲幫問頂制度,危石必須挑下,無法挑下時應采取臨時支撐措施,嚴禁空頂作業。

    (3)在地質破壞帶或層理裂隙發育區掘進巷道時,要縮小棚距;在掘進工作面附近應采用拉條等把棚子連成一體,以防止棚子被推垮,必要時還要打中柱以抵抗突然來壓。

    (4)及時整理爆破崩倒或崩歪的支架。

    2、支架支護巷道冒頂事故的原因及防治措施

    1)支架支護巷道冒頂事故的原因

    支架支護巷道的冒頂可分為壓垮型、漏垮型和推垮型3類。

    (1)壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大,壓垮了支架,從而導致巷道頂部己破碎的巖塊冒落。

    (2)漏垮型冒頂是因無支護巷道或支護失效@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。 ,

    (3)推垮型冒頂是因巷道頂幫破碎巖石,在其運動過程中存在平行巷道軸線的分力,如果這部分巷道支架的穩定性不夠,可能被推倒而發生冒頂。

    2)支架支護巷道冒頂事故的防治措施

    (1)在可能的情況下,巷道應布置在穩定的巖體申,并盡量避免采動的影響。

    (2)巷道支架應有足夠的支護強度,以抗衡圍巖壓力。

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

    (4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時,盡可能采用有初撐力的支架;支架施工時要嚴格按工序質量要求進行,并特別注意頂與幫的背嚴背實問題,杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現象。

    (5)凡因支護失效而空頂的地點,重新支護時應先護頂,再施工。

    (6)巷道替換文架時,必須先支新支架,再拆老支架。

    (7)在易發生推垮型冒頂的巷道中,要提高巷道支架的穩定性,可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定,增加支架的穩定性,以防推倒。傾斜巷道中,支架被推倒的可能性更大,其支架間拉撐件的強度、密度要適當加大。

    3)錨桿支護巷道冒頂事故的原因及防治措施

    巷道成巷后,在原巖應力和次生應力(包括回采等引起的各種文承壓力@的作用下,巷

    道圍巖產生變形,如果巖石不能啟穩,且錨桿參數選擇不當,錨桿間排距過大、錨桿支護材料

    選擇不當、錨桿支護系統的匹配不合理等,使錨桿支護系統的錨固力不足,這種變形就得不

    到有效的控制,就會不斷發展,最終導致圍巖冒落和冒頂。

    預防錨桿支護巷道冒頂的措施,主要是正確選擇錨桿支護的參數,加強施工管理,保證

    工程質量。

    4、巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因及防治措施

    1)巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因

    巷道交叉處冒頂事故往往發生在巷道開盒時,因為開岔口需要架設抬棚替換原巷道棚子的柵腿,如果開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯系的巖塊,并且圍巖正向巷道擠壓,而新架設抬棚或強度不夠,或穩定性不夠,就可能造成冒頂事故。

    當巷道圍巖強度不是很大時,頂部存在與巖體失去聯系的巖塊以及圍巖向巷道擠壓就在所難免,如果開岔處正好是掘巷時的冒頂處,則情況更為嚴重。新文設抬棚的穩定性與以下兩個方面的因素有關,抬棚架設一段時間后d能穩定,過早拆除原巷道柵腿容易造成抬棚不穩;開口處圍巖尖角如果被壓碎,抬柵腿失去依靠也會失穩。

    巷道貫通部位的頂板巖層其穩定性己遭受一次破壞,貫通時如果不事先探明,不制定相應的特殊措施,就容易發生頂板事故。

    2)防治巷道開岔處及貫通處冒項的措施

    (1)開岔口應避開原來巷道冒頂的范圍。選好開幫和貫通地點,要選擇在頂板和地質條件比較好,遠離交岔點、停采線和煤柱等各種受集中文承壓力影響的地方。

    (2)必須在開岔口抬柵文設穩定后再拆除原巷道棚腿,不得過早拆除,切忌先拆柵腿、后支抬棚。開幫貫通地點附近的支架要加固,若近處有空頂及空幫情況,小范圍可加密支架,背好頂幫;大范圍的應用木垛接頂處理,同樣要用板皮背好打緊。

    (3)保證抬棚有足夠的強度。開幫貫通巷道的交接處要及時扶上抬柵,抬棚承載能力大小應視圍巖性質而定,一般選擇大于正常支護材料承載能力的2-3倍。耍及時進行支護,縮短頂板暴露時間。

    (4)開幫掘進的新巷與原巷的方位要保持較大的夾角(最好大于45。@。當開口處圍巖尖角被壓壞時,應及時采取加強抬棚等穩定性措施。

    (50貫通前要進行超前探測,并處理好被透點的積水、瓦斯等有害氣體情況,制定相應的安全措施

    (三)巷道維修及冒頂處理方法

    當圍巖壓力增大時,可能出現巷道發生變形、斷面變小、支架折損或頂幫漏煤(巖)塊等現象,甚至發生冒頂。這時必須及時進行處理,如果處理不及時或措施不當,可能延緩處理時間,使小變形變成大變形,小冒頂變成大冒頂,增加維修和處理的難度,還可能發生人身傷亡事故。

    1、巷道維修及冒頂處理的一般原則

    (1)先外后里。先檢查該處前后5m范圍內支架的完整情況,有問題先處理。必要時可采取臨時加固措施,例如加密支架,加打木垛,前后支架拉緊支牢等,以增加后路、外圍支架的支護能力和穩定性,確保后路暢通。

    對一段巷道進行維修和冒頂處理時,也必須堅持先處理外面的@離安全出口近的那一頭,再逐漸向里面前進,直至全部完成。禁止在巷道只有一個安全出口的情況下,兩頭同時進行處理工作,以防止再一次發生冒頂時,將人員堵在里面。

    (2)先支后拆。更換巷道支護時,在拆除原有支護前/應先加固鄰近支護,拆除原有支護后,必須及時除掉頂幫后面的碎肝并架設永久支護,必要時還應采取臨時支護措施。如需更換柱腿,應該先用內注式單體液壓支柱或金屬摩擦支柱在頂梁下打好立柱,再拆去舊柱腿。

    (3)先上后下。傾斜巷道維修支架和處理冒頂時,應該由上至下進行。特別是傾角在15°以上時,必須有防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施

    (4)先近后遠。當一條巷道有幾處需要維修支架和處理冒頂的地段,應該先處理距安全出口較近的那段,再向前處理較遠的那一段,直至把巷道內的各段都維修好或處理通。這樣可以避免因距安全出口較近的那一段再次冒頂,將里面那一段的作業人員堵花里面。

    (5)先頂后幫。為了保證操作人員的人身安全,在處理程序上必須注意先維護,支撐住頂板,再維護好兩幫。如巷道一側片幫需要處理,這時必須在頂梁下靠片幫側打上一根立柱,使頂板穩住,然后對片幫空間進行架設支架。

    2、巷道冒頂處理方法

    (1)直接支架法

    在巷道圍巖已經穩定,冒落矸石又不多,冒頂范圍約為2架-3架時,可采用直接支架法,即先扒掉礙事的矸石,在兩幫掏出柱窩,然后立好柱腿,緊接著架設頂梁,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,直至處理完畢為止。

    (2)撞楔法

    當巷道冒落肝很碎,可采用撞楔法處理。在冒頂的地方先用撞楔向冒落碎肘深處打人,在撞楔的保護下,清理冒落的煤肝,重新架設支架。撞楔的材料可選用鋼軌或小圓木。

    (3)錨噴法

    錯噴法適用于冒頂范圍較大,具備錨噴支護的巖巷。先處理冒頂區域內頂板及兩幫活矸,人員站在安全側向冒頂區域頂部噴射一層厚30-5Omm的混凝土封固頂板,然后再封兩幫。當初噴層凝固后再打錨桿,并及時掛網和復噴一次,復噴厚度不宜超過200mm。冒頂處理完后,按要求立模砌喧,也可架設金屬支架。

    (4)木垛法

    如果巷道冒頂范圍較大、冒落高度較高,且冒落空洞以上頂板基本穩定,可以采用木垛法。

    先在冒落空洞里以下部的冒落煤稈為底加打木垛接頂,然后在木垛保護下清理煤矸,重新支架。在冒落空洞里加打木垛是帶有一定危險的工作,操作時必須十分注意安全。操作前,要站在有文架掩護的地點,用長柄工具敲幫間頂,并設專人觀察頂板變化情況。

    巷道頂板事故案例分析

    一、基本情況

    鳳凰山礦機掘三隊施工的95311工作面進風巷設計走向長度1400m ,當掘進至1198m時,工作面出現了因向斜、背斜擠壓造成的無煤區。

    二、事故經過

    二00二年八月五日早班,大約上午9 :30 時分,因頂板離層突然來壓,由于支護不力,致使所回棚及向里兩架棚全部垮落,將在此處工作的趙雙坤、李永雷埋住,窒息死亡。

    三、事故原因

    (1)工作地點因地質向斜、背斜擠壓,形成的褶曲構造,頂板離層、破碎,壓力增大,未按規程進行支護是造成事故的直接原因。

    (2 )工作現場起底、擴幫、換棚施工時,未按施工措施要求進行,既未使用摩擦柱加強支護,又未正確使用臨時支護,且當班班長違章指揮,工人違章作業,是造成這次事故的主要原因。

    ( 3)機掘三隊安全管理存在重大漏洞,未將己審批的安全技術措施認真落實,在工作面條件發生變化時,未按要求采取針對性措施,隊主要領導直接違章指揮,也是造成這次事故的主要原因。

    ( 4 )原煤生產井作為業務保安和直接管理部門,安全意識不強,業務保安落實不到位,安全技術措施落實存在重大漏洞,現場安全管理不到位,是造成此次事故的重要原因。

    ( 5 )礦山安全調度中心作為全礦的安全監督管理部門,安全監管不到位,現場監督檢查不力,也是造成此次事故的重要原因。

    ( 6)礦有關領導對本礦的安全管理不善,對職工的安全教育不夠,也是造成此次事故的重要原因。

    4 防范措施

    ( l )要加強對職工的安全教育和培訓,牢固樹立“安全第一”的思想,正確處理安全與生產的關系,堅決做到不安全不生產,杜絕違章指揮、違章作業,增強職工自保、互保意識和能力,防止事故發生。

    ( 2 )要深刻吸取此次事故教訓,加強安全技術管理工作,堅決執行上級有關技術規定,根據現場實際,及時修訂、補充、完善作業規程安全技術措施,強化現場技術管理,切實做到用規程去指導生產,為生產服務,實現安全生產。

    ( 3 )要加強對安檢隊伍的管理,進一步理順安全管理體制,落實安檢人員責任,加大現場監管力度,使安全生產得以正規有序進行。

    ( 4 )各級管理人員要深入現場加強對作業規程的執行情況和各作業現場的監督檢查,發現隱患及時處理。進一步落實業務保安責任制,做到措施到位、檢查到位、責任落實到位、隱患排查到位、重點工程把關到位。

    ( 5 )要認真吸取此次事故教訓,舉一反三,開展一次深刻的事故反思活動,針對各自工作實際,認真開展自查自糾,杜絕各類事故的發生,確保安全生產。

    巷道頂板事故案例分析

    晉城煤業集團成莊煤礦9.1事故:

    1.事故通報

    2002 年9 月1 日,成莊礦2229巷工作面發生了重大冒頂事故,造成8 名礦工遇難,直接經濟損失71. 04 萬元。

    2、基本情況

    (1)直接原因

    2229掘進工作面連續掘進11m,未按作業規程要求打注錨索(作業規程規定錨索緊跟工作面安裝,每1.6m打注一根錨索),致使煤頂與巖層之間離層,導致煤頂整體垮落是造成此次事故的直接原因。

    (2)間接原因2

    1)綜掘四隊干部、工人安全意識淡薄,違章指揮、違章作業,是造成這起事故的主要原因。

    2)綜掘四隊重生產、輕安全,安全管理松散,現場管理混亂, 以包代管,削弱了安全管理,也是造成這起事故的主要原因。

    3 )成莊礦安全、生產等科室業務保安責任制不落實,干部管理作風漂浮,對生產現場長達半個月的群體違章突擊生產現象熟視無睹,未能及時發現和制止;規程措施審批把關不嚴肅,現場無人監督落實,監督機制形同虛設,是造成這起事故的重要原因。

    4 )成莊礦有關領導片面追求產量進尺,對隊組下達生產任務指標不科學,安排勞動組織不合理,對錨桿錨索支護技術缺乏深入的研究和足夠的認識,技術要求不規范,修改作業規程無依據,對業務科室管理不嚴格,未能有效落實頂板管理的各項措施,也是造成這起事故的重要原因。

    5 )成莊礦安全思想教育和安全技術培訓不到位,部分職工未能深刻吸取鳳凰山礦“8 · 5”頂板死亡事故教訓,未能自覺抵制違章指揮、違章作業行為,自保意識和自保能力差,,也是造成這起事故的一個原因。

    6)有關業務處室未認真落實業務保安責任制,對錨桿錨索支護技術深入研究的少,對新技術的應用條件缺乏規范的技術要求,致使該礦對錨索支護工藝應用混亂,同時對該礦的監督檢查、重大事故隱患排查不到位,也是造成這起事故的一個原因。

    7 )公司領導未認真貫徹落實黨的安全生產方針,在企業改制重心西移的過程中注重了瓦斯管理,忽視了頂板管理及其災害的預防,有顧此失彼現象,也是造成這起事故的一個原因。

    3 防范措施

    ( 1 )技術防范措施

    1 )嚴格執行《煤礦安全規程》、《作業規程》規定,嚴格按照施工工藝組織施工,嚴禁簡化作業程序和擅自改變施工工藝施工。

    2 )健全質量保證體系,嚴把工程質量驗收關,明確礦、科、隊、班組的責任,并做到責任到人,環環相扣,使每個班的工程質量始終處于受控狀態。

    3 )加強支護質量和頂板的動態監測工作,做到信息反饋及時,監測數據真實、準確,并由專人負責對數據進行分析處理,發現問題及時采取措施。

    4 )針對錨桿、錨索支護工藝,加強對基層隊組的技術培訓和安全教育,提高隊組人員的技術素質和安全意識,杜絕違章指揮、違章作業。

    5 )加強與科研院所的合作,結合各礦具體條件,進一步深入地研究和試驗錨桿、錨索支護技術,使錨桿、錨索支護技術更加科學、合理、安全、可靠。

    ( 2 )管理防范措施

    1 )各礦要合理調整基層隊組勞動組織,強化隊組安全管理,徹底杜絕以包代管現象,杜絕干部違章指揮、工人違章作業現象,養成遵章指揮、照章作業的良好礦風。

    2 )各單位業務保安部門要認真落實業務保安責任制,管理干部必須轉變工作作風,深入現場,及時發現和解決生產過程中出現的問題,消除重大事故隱患。

    3 )各礦在制定管理制度、作業規程和安全技術措施時必須以《煤礦安全規程》、《煤礦設計規范》等為依據,克服憑主觀靠經驗的做法,使規程、措施更加科學合理,能夠有效指導生產。

    4 )各礦在生產銜接上要合理安排,科學組織,搞好采掘接替,同時對采用的新工藝、新設備、新材料的技術要加以深入研究,確定合理的技術參數,指導生產。

    5 )各單位要加強職工的安全教育培訓,深刻吸取本次事故教訓,全面提高職工安全素質,防止同類事故再次發生。

    6 )公司機關各業務處室要認真落實業務保安責任制,加強對所屬各礦的安全管理,加大監督檢查力度,針對公司各礦全面推廣錨桿支護新技術,加強技術指導,深入研究、探討、試驗、總結成熟的做法,制定不同條件下強制性的技術要求。

    7 )公司領導要進一步強化“安全第一”的思想,扎扎實實落實“安全第一”方針,在企業改制重心西移過程中要統籌兼顧,理順職能,在狠抓“一通三防”工作重點的同時,也要切實抓好頂板、水、火、煤塵等其它災害的預防工作。

    8 )認真組織開展百日安全整治活動,切實貫徹落實各項法律法規、規章制度,全面深入進行整治,強化現場三項基礎工作,促進安全生產穩定好轉。

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