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煤礦頂板事故隱患及應急處理措施

作者:狗万manbet官网 2015-05-28 來源:狗万manbet官网

一、 頂板類型和支護方式

1、頂板類型

煤層頂板由偽頂、直接頂和老頂構成。偽頂是指緊貼在煤層之上,極易垮落的薄岩層;直接頂是位於偽頂或煤層(無偽頂時)之上,一般由一層或幾層厚度不定的泥岩、頁岩、粉砂岩等比較容易垮落的岩層所組成,直接頂按穩定性可分為:不穩定頂板,中等穩定頂板,穩定頂板,堅硬頂板;老頂又叫基本頂,一般指位於直接頂之上(有時也直接位於煤層之上)厚而堅硬的岩層。

 

偽頂、老頂、直接頂,虛心求教辨分明;根據冒定難和易,防範措施好確定

 

頂板分為堅硬難冒頂板、破碎頂板和複合型頂板。堅硬難冒頂板是指直接頂岩層比較完整、堅硬(固),回柱後不能立即垮落的頂板。一般為砂岩、礫岩和石灰岩。破碎頂板指的岩層的強度低、節理裂隙十分發育、整體性差,自穩能力低,並在工作麵控頂區範圍內維護困難的頂板。

2、頂板常見支護方式

頂板常見支護方式有單體支柱支護、液壓支架支護、錨杆支護。

單體支柱支護主要是指采用木支架,摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱支護。

液壓支架是在摩擦式金屬支柱和單體液壓支柱等基礎上發展起來的采煤工作麵機械化支護設備。

錨杆支護主要是指用木錨杆、竹錨杆、金屬錨杆、樹脂錨杆、快硬水泥錨杆結合錨網進行支護的一種支護方式。

 

一、 常見冒頂02manbetx.com 的預兆

 

(一)局部冒頂的預兆

(1)工作麵遇有小地質構造,由於構造破壞了岩層的完整性,容易發生局部冒頂。

(2)頂板裂隙張開、裂隙增多,敲幫問頂時,聲音不正常。

(3)頂板裂隙內卡有活矸,存在掉碴、掉矸現象,掉大塊前往往先落小塊矸石。

(4)煤層與頂板接觸麵上,極薄的矸石片不斷脫落。這說明劈理(即頂板節理、裂隙和摩擦滑動麵)張開,有冒頂的可能。

(5)淋頭水分離頂板劈理,常由於支護不及時麵冒頂。

(二)大型冒頂的預兆

1、頂板的預兆

(1)頂板的連續發生斷裂聲。這是由於直接頂與老頂發生離層,或頂板切斷而發生的聲響。有時采空區頂板發生像悶雷一樣的聲音,這是老頂板和上方岩層產生離層或斷裂的聲音。

(2)掉碴。頂板岩層破碎下落,一般由少變多,由稀變密,這是發生冒頂的危險信號。

 

折粱斷拄一增加,說明壓力已增大;頂板下沉支架響,冒頂之前“煤雨”下

 

(3)頂板裂縫增加或裂隙張開。頂板的裂隙,一種是地質構造產生的自然裂隙,一種是由於頂板下沉產生的彩動裂隙。人們常常在裂縫中插上木楔子,看它是否鬆動或掉下來,觀察裂縫是否擴大,以便做出預報。

 

煤壁頂板有裂痕,冒頂之前茬口新;插上木楔觀動向,不斷監控要留神

 

(4)脫層。頂板快要冒落的時候,往往出現脫層現象。檢查是否脫層可用“問頂”的方法,如果聲音清脆,表明頂板完好;如果頂板發生“空空”的響聲,說明上下岩層之間已經脫離。

 

2、煤壁的預兆

由於冒頂前壓力增加,煤壁受壓後,煤質變軟,片幫增多,使用電鑽打眼時,鑽眼省力,用采煤機割煤時負荷減少。

 

頂板掉碴動向,受壓支架發聲響;冒頂之前顯預兆,煤壁變軟多片幫

 

3、支架的預兆

使用木支架時,支架大量折斷、壓劈並發生聲音。

4、工作麵其他預兆

含有瓦斯的煤層,冒頂前瓦斯湧出量突然增大,有淋水的頂板,淋水量增加。

三、頂板02manbetx.com 的防治措施

1、老頂來壓時的壓垮型冒頂預防

壓垮型冒頂是指因工作麵支護強度不足和頂板來壓引起支架大量壓壞而造成的冒頂02manbetx.com 。預防方法如下:

(1)采煤工作麵支架的初撐力應能平衡垮落帶直接頂及老岩層的重量。

(2)采煤工作麵的初撐力應能保證直接頂與老頂之間不離層。

(3)采煤工作麵支架的可縮量應能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。

2、破碎頂板大麵積漏垮型冒頂預防

由於煤層傾角大,直接頂又異常破碎,工作麵支護不及時,在某個局部地點發生冒漏,破碎頂板就可能從這個地方開始沿工作麵往上全部漏空,造成支架失穩,導致漏垮型工作麵冒頂。預防漏垮型冒頂的措施有:

(1)先用合適的支柱,使工作麵支護係統有足夠的支撐力和可縮量。

(2)頂板必須背嚴背實

(3)嚴禁放炮、移溜等工序弄倒支架,防止出現局部冒頂。

3、采煤工作麵局部冒頂02manbetx.com 預防

局部冒頂多發生在工作麵上下端頭、煤壁區、放頂區等地點,許多垮麵事故是由局部冒頂發展而成的,一般預防措施如下:

(1)預防彩煤工作麵冒頂的一般措施。

①支護方式需和頂板岩性相適應,不同岩性的頂板要采用不同的支護方式。

②采煤後要及時支護。一般要采用超前掛金屬探梁或打臨時支柱的辦法及時支護,防止局部冒頂。

③工作麵上下出口要有特種支架。一般要在上下出口範圍內加設抬棚或木垛等,加強支護。

④防止放炮崩倒棚子,一是炮眼的布置必須合理,裝藥量要適當。二是支護質量必須合格,要牢固有勁,不能打在浮煤浮矸上,三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子,必須及時架設,不充許空頂。

⑤堅持執行必要的製度。例如,敲幫問頂製度、驗收支架製度、崗位責任製、頂板03manbetx 製度和交接班製度等。應嚴格遵守作業01manbetx 操作01manbetx ,嚴禁違章作業。

 

頂板控製要細心,“敲幫問頂”需注意;聲音清脆頂板好,空洞響聲有問題

 

(2)預防鑲嵌形頂板局部冒頂的措施。

①從地質方麵要盡量可能查明是否有鑲嵌形(俗稱鍋頂)頂板結構,以便在製定作業01manbetx 操作01manbetx ,以及選擇支架型式時,製定出針對性的措施和作出有針對性的設計

②選擇支架型式時,必須選定能及時支護,超前支護的支架型式。

③明確規定支護操作人員必須首先安置探板、掛梁,不得在無支護區工作,其它人員,如攉煤工等均不得在無支護區工作。

(3)預防脆性支架突然折斷造成局部冒頂的措施。

①木頂梁(大板梁)必須平行木紋理加工。

②帶有疤痕的木板梁絕對禁止使用。

(4)預防局部空頂(空洞)冒落衝擊造成局部冒頂的措施。

①從支護方法上采取措施防止漏頂空頂。對頂板局部破碎處,采取超前支護的方法,將頂板扡嚴背實,防止漏頂。如掏梁窩的辦法。

②對漏頂采取封堵措施。對漏頂,不能任意擴大,形成大麵積、大高度的空洞。可用撞楔法和用泡沫封堵材料進行封堵。

③對已形成的空洞應采取預防冒落衝擊的措施。在單體支柱的工作麵,空洞下的特殊支架必須是木垛。

(5)預防采煤工作麵過斷層時冒頂的措施。

①過斷層前,應先摸清工作麵與斷層走向的交角,交角越小,工作麵越危險,冒頂的可能性越大。斷層落差小的可直接采過去,落差較大的要采用挑頂臥底,工作麵要加強支護。

②在斷層破碎地點,要垂直斷層麵打帶帽頂柱,柱根要支在硬底上,在斷層兩側都要打木垛。

③挑頂過斷層時要丟底煤,支柱要穿木鞋,防止下沉臥底,過斷層時要丟底煤,為防止頂煤落下造成空頂,留頂煤處要刹嚴刹緊。

4、掘進工作麵冒頂的防治

(1)掘進頭冒頂事故的防治措施:

①堅持敲幫問頂。上班進入掘進工作麵後,在打眼放炮前後均應敲幫問頂。

②檢查工作地點支架架設質量。發現不合格支架,必須先處理後施工。

③嚴格控製巷道掘進迎頭的空頂麵積。當迎頭掘進中空頂麵積超出規定的要求,或頂幫比較破碎時應及時設支架棚子支護裸露的頂板。背頂封幫要嚴實,切忌虛設。

④加強對巷道迎頭附近圍岩穩定狀況的觀察。如果頂板鬆軟,或巷道接近斷層時,應采用前探梁支護頂板,並縮小棚距。

⑤掘進工作麵放炮崩倒的棚子應由外向裏逐架扶正背牢。

⑥厚煤層中下分層順槽掘進時,事先要探明頂板冒落矸石的壓實情況,掘進中要及時對前方老巷、構造等情況及時觀察,並及時製定有效控製措施。

⑦在大傾角煤層中掘進順槽時,如果是破頂掘進,則要隨時隨刻注意支架封頂情況,出現空頂要及時打木垛封頂。如果發現上幫破頂處支架受力、變形較大,應及時加大斜撐或抬棚,提高支架的側向承載能力。

(2)掘進巷道冒頂事故防治措施:

①可能的情況下巷道應布置在穩定的岩體中,並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岩的壓力。

③巷道支架所能承受的變形量,應與巷道使用期間圍岩可能的變形量相適應。

④盡可能做到支架與圍岩共同承載。支架選型時,盡可能采用有初撐力的支架;特別注意頂與幫的背嚴背實問題,杜絕支架與圍岩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巷道替換支架時,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,增加架棚的穩定性,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)掘進巷道交叉點處冒頂事故防治措施:

①開岔口應避開原來巷道冒頂的範圍:

②必須在開口抬棚支設穩定後再拆除原巷道棚腿,不得過早拆除,切忌先拆棚後支架棚。

③注意選用抬棚材料的質量與規格,保證抬棚有足夠的強度。

④當開口處圍岩尖角被壓壞時,就及時采取加強抬棚穩定性的措施。

(4)掘進巷道過斷層等構造變化帶時的安全措施。

①加強巷道掘進地段的地質調查工作,特殊地段,應當有相應的針對性措施,否則不能開工。

②巷道在破碎帶中掘進,應做到一次成巷,盡可能縮短圍岩暴露時間。

③施工中嚴格執行01manbetx 、交接班和安全檢查製度。

④掘進工作麵臨近斷層或穿斷層帶時,巷道支護應盡量采用砌璿或U型鋼可縮性支架支護,棚距要縮小。

⑤減少放炮裝藥量,除低因放炮對斷層附近破碎頂板的震動。

⑥減少空頂距離,及時支設臨時支架,永久支架要跟上,滯後距離不得大於2-4m。

⑦巷道支架背板要嚴實,一方麵提高支架對圍岩的支護能力,另一方麵要防止掘進中漏頂或漏幫。

⑧當斷層帶處頂板特別鬆軟、破碎時,要采用超前探梁支護的辦法管理端麵不穩定頂板,即用長5m左右的釺杆沿支架頂梁的周邊把斷層破碎帶處頂板裂隙圈起來。

⑨在掘進迎頭挖柱窩時,要先架好探板式撞楔,然後人在撞楔下工作。

⑩在頂板岩性突變地段,要及時打點柱支護突變帶頂板。對傘簷狀危害岩要及明敲掉,敲不下時,要在傘簷下打上撐柱,並在其下加密柱棚,可加打抬板棚。

⑩巷道臨近斷層等構造帶時,放炮前還必須檢查掘進頭瓦斯等有害氣體的積存情況,工作麵附近20m內瓦斯等有害氣體濃度不得超過1%。如果斷層與某含水層有水力聯係,事先還必須做好斷層水的疏排工作。

(5)掘進巷道在開幫或貫通時的安全措施

①選好開幫和貫通的地點,要選在頂板和地質條件比較好、遠離交岔點與停采線、煤柱等各種受集中承力影響的地方。

②要在貫通前進行超前探測,在兩巷貫通前15m打好超前鑽,探鑽眼深不得小於3m,並保持1.5m以上的超前探眼,以觀察異常。貫通掘進時放小炮,貫通後再刷大,防止冒頂。

③開幫貫通與被開幫貫通的巷道之間要保持一定的夾角。夾角在45°-90°之間為好。

④開幫貫通點附近的支架要加固好,要將受施工影響的棚子進行加強,其方法有挑棚、打點柱、設木垛等。

⑤開幫貫通巷道的交接處要及時扶上抬棚,抬棚承載能力應視圍岩性質而定,一般選擇大於正常支護材料承載能力的2-3倍。

⑥要處理好被透點的積水及瓦斯等有害氣體。

5、巷道維修冒頂事故的防治

(1)維修井巷支護時,必須有安全措施。嚴防頂板冒落傷人、堵人和支架歪倒。

(2)擴大和維修井巷連續撤換支換時,必須保證有在發生冒頂堵塞井巷人員能撤退的出口。在獨頭巷道維修支架時,必須由外向裏逐架進行,並嚴禁人員進入維修地點以裏。

(3)撤掉支架前,應先加固工作地點的支架。架設和拆除支架時,在一架未完工之前,不得中止工作。撤換支架的工作應連續進行;不連續施工時,每次工作結束前,必須接頂封幫,確保工作地點安全。

(4)維修傾斜井巷時,應停止行車;需要通車作業時,必須製定行車安全措施。嚴禁上、下段同時作業。

四、采煤工作麵冒頂時的避災自救措施

(1)迅速撤退到安全地點。當發現工作地點有即將發生冒頂的征兆,而當時又難以采取措施防止采煤工作麵頂板冒落時,最好的避災措施是迅速離開危險區,撤退到安全地點。

(2)遇險時要靠煤幫貼身站立或木垛處避災。從采煤工作麵發生冒頂的實際情況來看,頂板沿煤壁冒落是很少見的,因此,當發生冒頂來不及撤退到安全地點時,遇險者應靠煤幫貼身站立避災,但要注意煤壁片幫傷人。另外,冒頂時可能將支柱壓斷或推倒,但在一般情況下是不可能壓垮或推倒質量合格的木垛。因此,如遇險者所在位置靠近木垛時,可撤至木垛處避災。

 

冒頂突來未撤離,背靠煤壁來站立 煤壁片幫也傷人,時刻注意別麻痹

 

(3)遇險後立即發出呼救信號,冒頂對人員的傷害主要是砸傷、掩埋或隔堵。冒落基本穩定後,遇險者應立即采用呼叫、敲打,如敲打物料、岩塊(可能讚成新的冒落時,則不能敲打,隻能呼叫)等方法,發出有規律、不間斷的呼救信號,以便救護人員和撤出人員了解災情,組織力量進行搶救。

 

冒頂被困沉住氣,呼喊敲打來告急;為給營救創條件,發出信號要規律

 

遇險人員要積極配合外部的營救工作。冒頂後被煤矸、物料等埋壓的人員,不要驚慌失措,在條件不允許時切忌采用猛烈掙紮的辦法脫險,以免造成事故擴大。被冒頂隔堵的人員,應在遇險地點有組織地維護好自身安全,構築脫險通道,配合外部的營救工作,為提前脫險創造良好的條件。

五、獨頭巷道迎頭冒頂被堵人員應急措施

(1)遇險人員要正視已發生的災害,切忌驚惶失措,堅信礦領導和同誌們一定會積極進行搶救。應迅速組織起來,主動聽從災區中班組長和有經驗的老工人的指揮。團結協作,盡量減少體力的隔堵區的氧氣消耗,有計劃地使用飲水、食物和礦燈等,做好較長時間避災的準備。

(2)如人員被困地點有電話,應立即用電話彙報災情、遇險人數和計劃采取的避災自救措施;否則,應采用敲擊鋼軌、管道和岩石等方法,發生有規律的呼救信號,並每隔一定時間敲擊一次。不間斷地發出信號,以便營救人員了解災情,組織力量進行搶救。

(3)維護加固冒落地點和人員躲避處的支架,並派人檢查,以防止冒頂進一步擴大,保障被堵人員避災時的安全。

 

營救人員進險區,保障退路要注意;頂板支護要牢固,安全營救別麻痹

 

(4)如人員被困地點有壓風管,應打開壓風管給被困人員輸送新鮮空氣,並稀釋被隔堵空間的瓦斯濃度,但要注意保暖。

 

矸石垮落壓住人,最忌猛拉和硬抻 “液壓千斤”頂穩固,小心施救要留神

 

六、事故案例

案例一)維修巷道措施不當造成的重大冒頂事故

1986年11月14日14時,永定縣某煤礦主平硐冒頂維修,由於礦領導違章指揮,錯誤決定要工人冒險作業造成頂板事故,死亡3人。

11月8日上午,班長在入井上班時發現425m處的叉巷大麵積冒頂,損壞了5架支架,堵住了通道,怕再次冒落,當天未進行維修。班長在9日向礦長彙報,礦長在沒有入井檢查和製訂檢修方案及防範措施的情況下,就冒然決定要班長維修。在維修過程中,礦長和技術人員一直未到現場監督指揮,工人冒險維修。14日上午,班長帶領9人入井維修支架,當場3人來不及躲避,被冒落的石塊坑木壓住。經過連續41小時的搶救才先後將3人扒出,因長時間被壓,3人均已死亡。

案例二)空頂作業造成的冒頂事故

永定縣某煤礦1997年11月9日15時30分,由於工人在無任何支護的情況下,在470-39號煤層廢巷殘采工作麵進行違章作業,造成頂板事故,死亡1人。

11月9日上午班長洪××組織工人馬××、劉××等4人到采空區廢巷殘采39號煤柱,出了三板車煤後下班吃飯,13時許,洪××等4人又入井上班,出了一板車煤後,劉××到39號(殘采上山)7m處采煤,洪××在一旁觀察。突然洪頭頂上冒落下一塊1m×0.4m×0.2m的石頭,壓在洪××身上,劉××立即到井口叫人,搶救無效死亡。

案例三)違章作業造成的冒頂事故

1997年3月29日9時左右,新羅區某煤礦工作違章作業,擅自拆除煤運巷支架中柱,造成頂部煤層跨落,釀成頂板事故死亡一人。

(例四)支護質量低劣造成的重大冒頂事故

1998年6月21日零時左右,武平縣某煤礦由於巷道支護質量低劣造成重大冒頂事故,死亡三人。

該礦在“立槽煤”半煤巷且煤層頂板與巷邊底板夾角近90°時,采用單腿木棚支護,因煤體鬆散,放炮震動後造成煤層大量垮落,致使工作麵附近6.4半長的煤巷突然發生冒頂,5個支架全部倒塌,4名工人均被煤炭埋住,3名死亡,1人受傷。

 

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