淺談煤礦過大陷落柱冒頂處理及預防措施

摘??要：頂板冒落造成的人員傷亡、停產和設備損壞等事故，是煤礦生產的五大災害之一。在我國煤礦的頂板事故中，掘進工作面冒頂事故占有較大的比例。以山西冀中某礦9102膠帶順槽掘進施工過陷落柱為例，在該事故中，出現大面積冒頂，導致無法正常施工，極大地影響了該礦工作面的安全生產。通過分析該冒頂事故，提出了相應的控制和處理方法，以確保工作面安全。

關鍵詞：煤礦企業;頂板冒落;安全生產;經濟效益

中圖分類號：TD327.2?????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.147

在煤礦生產中，冒頂事故中的傷亡人數占總傷亡人數的40%左右。其中，掘進工作面冒頂事故的傷亡人數占頂板事故傷亡人數的20%左右。引發冒頂事故的原因有很多，在特殊地質條件下，比如掘進煤質松軟、巖層和地質破碎帶、斷層帶時，頂板在重力作用下漏垮，進而引發冒頂事故;支護方法不合理可能引發冒頂事故;操作不當易引發冒頂事故。

例如，山西冀中某礦9102膠帶順槽煤層厚2.7?m，直接頂為3.9?m厚的石灰巖，老頂為5.5?m厚的石灰巖，頂板完好時采用錨網索支護。掘進施工至314?m處時遇陷落柱，迎頭巖性為巖煤的碎塊填充，無層序，堆積混亂。過陷落柱期間，采用架設工字鋼棚加強支護。2014-11-25，施工至375?m處時，巷道頂部見煤，煤厚約2.5?m，煤質松軟，且有淋水，頂部出現溜煤。當班放炮后，頂板發生冒落，冒落長度為6?m，冒落的煤碴直接將最前方架設的4架工字鋼棚推倒。值得慶幸的是，施工人員均在警戒線外，未造成人員傷亡，但冒頂搶險處理刻不容緩，以防止再次發生冒落。由此可見，預防井巷冒頂和重視井巷漏垮冒頂是十分必要的。

1??冒頂原因

現場陷落柱與煤交接處的地質構造復雜是本次冒頂的主要原因。在掘進巷道前，沒有詳細掌握地質資料;掘進過程中，對地質條件的預測、預判不到位，且施工期間的工程質量監管不到位。經分析發現，陷落柱與煤交接處的地質條件復雜，加之頂板有淋水，煤已被泡松軟，頂部出現大量溜煤。此外，原架設工字鋼棚上方還出現了空頂，加之施工期間工字鋼棚柱腿撐木打設不到位，導致在放炮后出現頂板冒落。

2??冒頂處理

應擴大冒頂的控制范圍，而冒頂的范圍不同，處理方法也不相同。防止和減弱大面積冒落危害的原則是改變巖體的物理力學性質，以減小頂板的懸露和冒落面積，降低頂板冒落的高度，防止發生二次冒落或巷幫片幫。

在發生冒頂事故后，當班的施工班長及時將冒頂情況簡短、詳細地匯報至礦調度室，為及時組織人員進行搶險贏得了時間。

冒頂后，由瓦斯員檢測是否存在有害氣體，確認安全后，站在安全地點查看冒頂處的情況。經研究后，立即組織搶險活動。采用長柄工具將活矸危巖去掉，對前方未倒塌的工字鋼棚重新加設4?m長的鋼軌前探梁，以起到臨時支護的作用，并用5根6?m長的鋼管從前方未倒塌的工字鋼棚梁上方斜插入，延伸至冒落區域內3?m，以剎住頂板;打設3根長度為2.7?m的圓木點柱，打設時，圓木頂端支撐預先連接好的雙層4?m鋼筋網，在鋼管上方用半圓木、道木進行“#”字型擺架接頂，頂板得到控制后，立即支護巷幫打設錨網，以控制巷幫，防止長時間淋水沖刷造成片幫事故;搶險人員站在支護完好的地點，對前端打設錨索、錨桿，并掛網、架設梯子梁進行臨時控制;從外向里逐步架設工字鋼棚支護，直至頂板完好。

除上述處理方法外，在發生冒頂后，可采用單體液壓支柱與π型鋼梁相配合的方式逐步恢復工作面支護，必要時可對巷道冒落區域頂板進行噴漿、澆灌混凝土固結，或采用壓注樹脂法固化破碎圍巖，以加強頂板的完整性、可靠性，進而弱化頂板巖層中破碎或裂隙弱面的破壞作用。

3??預防措施

3.1??做好地質預測、預報

巷道施工前，通過勘探地質、查看煤層柱狀圖，并利用已有的相關地質資料等，預測工程施工過程中地質構造、頂板結構、巖性、水文等出現變化時，松軟煤層的位置、影響范圍，以便提前制訂有針對性的安全防范措施。

3.2??加強技術管理

優化巷道和回采工作面的布置設計，盡量布置在地質變化少的區域。當遇到地質條件和圍巖發生變化時，應及時修改施工方案，補充安全技術措施，并按要求審批、貫徹。

3.3??提高安全作業水平

組織職工認真學習《煤礦安全規程》、作業規程和安全技術措施等，了解各類事故的預兆，以規范每位職工的作業行為，提高其責任心，使其嚴格按標準操作。此外，還應開展多樣式的培訓和技能競賽，以不斷提高職工的作業水平。

3.4??加強現場安全管理

應及時制訂相應的管理制度，并在施工過程中嚴格執行。領導要深入現場指導生產，加強排查隱患的力度，發現隱患時要及時處理，做到“不排除隱患，不開展生產”，將安全隱患扼殺在搖籃里，從而杜絕頂板事故的發生。

3.5??加強支護質量管理

應選擇合理的支護技術，嚴格按照作業規程和操作規程中的相關規定施工。每班班長在施工前，要檢查已開始施工的工程的質量，發現隱患及時處理。此外，相關職能科室要做好現場工程質量的監測工作，以便評估支護設計和工程質量。

4??結束語

千里之堤潰于蟻穴，任何小的疏忽都可能會造成頂板事故。一旦掘進工作面發生冒頂事故，將會嚴重影響煤礦的生產安全和經濟效益。煤礦井巷工程施工頂板事故災害的預防和處理，是生產施工管理過程中必不可少的工作。只有從基本做起，堅持做好基本工作，煤礦企業才能長治久安。

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作者簡介：鄢德恒（1988—），男，2012年畢業于遼寧石油化工大學土木工程（礦建）專業，礦建助理工程師。

〔編輯：張思楠〕

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Yan?Deheng

Abstract：?The?roof?falling?caused?casualties，?production?and?damage?to?equipment，?is?one?of?the?five?major?disasters?in?coal?mine?production.?In?the?roof?accident?in?China?coal?mine，?the?roof?fall?accidents?in?heading?face?a?larger?proportion?of.?Taking?Shanxi?Jizhong?9102?mine?belt?along?the?groove?excavation?construction?had?subsided?column?as?an?example，?in?the?accident，?the?emergence?of?a?large?area?roof?fall，?lead?to?the?normal?construction，?greatly?influences?the?safety?production?of?the?coal?mine?working?face.?Through?the?analysis?of?the?roof?fall?accident，?put?forward?to?control?and?the?corresponding?treatment?methods，?in?order?to?ensure?the?safety?of?the?working?face.

Key?words：?coal?enterprises;?roof?fall;?safety?production;?economic?benefit