掘進巷道冒頂事故的原因及防治措施

2022-05-13 21:35:53 字數 3602 閱讀 9704

張旭異(山西陽煤集團公司三礦,山西陽泉045008)

摘要:分析了煤礦掘進巷道不同支護情況下發生冒頂事故的原因,指出,為了防止井下掘進巷道發生冒頂事故,必須根據巷道的不同型別、不同施工地點及工藝,採取相應的支護形式,保證支護質量,才能有效避免冒頂事故的發生。

關鍵詞:掘進巷道;冒頂事故;防治措施

0 引言

巷道頂板事故多發生在掘進工作面及巷道交叉口。由於巷道冒頂而導致的死亡事故80%以上發生在這些地點。分析巷道冒頂事故原因,採取針對性的措施,預防事故的發生,對保證安全生產具有重大

1 掘進工作面冒頂事故的原因及預防措施

1.1 導致掘進工作面冒頂的原因

掘進破巖後,頂部存在著將與巖體失去聯絡的巖塊。如果支護不及時,該巖塊可能因與巖體失去聯絡而冒落,或雖然已支護,但支護失效或支撐力不足,就會冒落造成事故。在斷層、褶曲等地質構造破壞帶,掘進巷道時頂板浮石的冒落,在層理裂隙發育的岩層中掘進巷道時,頂板的冒落等,都屬於前者。

因放炮不慎崩倒附近支架而導致的冒頂,因接頂不嚴實而導致巖塊砸壞支架的冒頂等,則屬於後者。此外,前者也可能同時引起後者的發生,例如,掘進工作面無支護部分片幫冒頂推倒附近棚子導致更大範圍的冒頂等。

1.2 預防掘進工作面冒頂事故的措施

a)合理佈置巷道。礦井主要巷道服務年限長,斷面大,應佈置在圍巖強度高的煤層或底板岩層中。工作面上下順槽儘量採用沿空掘巷和沿空留巷,避開支承壓力的影響,並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)掘進工作面要及時進行臨時支護,嚴禁空頂作業。靠近掘進工作面10m內的支護,在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必須先行修復,之後方可進入工作面進行作業。

修復支架時必須先檢查頂、幫,並由外向裡逐架進行。

d)掘進巷道時,禁止任意加大棚子或錨杆間距,嚴禁任意修改支護引數及材料規格。在堅硬和穩定的煤、岩層中,需要加大棚距和不設支護時,必須制訂安全措施。

e)嚴格錨杆錨索巷道的工程質量,保證錨杆錨索巷道的錨固力,嚴禁使用失效錨固劑和不合格的錨杆、錨索。

f)加強錨杆錨索巷道的頂板巖性探測,依此資訊不斷修正支護引數,保證加強錨索的錨固端能夠伸入到深部穩定岩層。

g)巷道掘進通過老巷、地質破碎帶及淋水地帶時,應根據情況採用前探支架、連鎖棚子等專門措施進行支護,提高支架的支撐能力;棚子支護時應緊靠掘進工作面,並縮小棚距,在掘進工作面附近應採用拉條等把棚子連成一體防止棚子被推垮,必要時還要打中柱;錨杆支護時應採取“棚錨”聯合支護的特殊措施。

h)嚴格要求巷道支護的規格質量,應按照《煤礦安全規程》的規定,不斷進行檢查和修理巷道,發現規格質量不合格或損壞的支架,應及時更換以防止冒頂事故的發生,保證通風、運輸暢通和行人的安全。撤換支架和刷大巷道時,也必須由外向裡逐架進行。撤換支架前,應先加固好工作地點前後的支架。

在獨頭巷道內進行支架修復工作時,巷道里面應停止掘進或從事其他工作,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生在巷道開岔的時候,因為開岔口需要架設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絡的巖塊,並且圍巖正向巷道擠壓,而新支設抬棚的強度不夠,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絡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時的冒頂處,則情況更為嚴重。新支設抬棚的穩定性與以下因素有關:

a)抬棚架設一段時間後才能穩定過早拆除原巷道棚腿容易造成抬棚不穩。

b)開口處圍巖尖角如果被壓碎,抬棚腿失去依靠也會失穩。抬棚的支撐效能是與選用的支護材料及其強度有關。

c)交岔點錨杆、錨噴巷道的原支護引數不合理,沒有及時進行修正,採取加密支護。

2.2 預防巷道開岔處冒頂事故的措施

a)開岔口應避開原來巷道冒頂的範圍。

b)提高抬棚的初撐力。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,切忌先拆棚腿,後支護抬棚。

c)注意選用抬棚材料的質量與規格,保證抬棚有足夠的強度。

d)當開口處圍巖尖角被擠壓壞時,應及時採取加強抬棚穩定性的措施。

e)錨杆、錨噴巷道開口前,必須先對開口前後5m範圍的巷道支護採取縮小錨杆排間距、或增加錨索進行補強支護。

3 支架支護的巷道冒頂事故原因及預防措施

3.1 支架支護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,從而導致巷道頂部已破碎的巖塊冒落。

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

c)推垮型冒頂是因巷道頂板破碎岩石,在其運動過程中失去了與周圍岩石力的聯絡,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。

3.2 支架支護巷道冒頂事故的預防措施

a)巷道應佈置在穩定的巖體中,並避免採動的利影響。

b)巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍巖壓力。

c)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。

d)儘可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時,儘可能採用有初撐力的支架;支架施工時要嚴格按工序質量要求進行,並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。

e)凡因支護失效而空頂的地點,重新支護時應先護頂,再施工。

f)更換巷道支護時,在拆除原有支護前,應先加固臨近支護,拆除原有支護後,必須及肘除掉頂板活矸和架設永久支護,必要時還應採取臨時支護措施。

g)支架間應設牢固的撐木或拉矸。可縮性金屬支架應用金屬支拉桿,並用機械或力矩扳手擰緊卡纜。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,在掘進工作面10m內、地質破碎帶附近10m內、巷道交岔點附近10m內,冒頂處附近10m 內,都是容易發生頂板事故的地點,巷道支護必須適當加強。

4 錨杆(索)支護的巷道冒頂事故的原因及預防措施

4.1 錨杆(索)支護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杆(索)的壓力過大,損壞了錨杆(索),或錨杆(索)的引數選擇不合理,阻力過小,從而導致巷道頂部已破碎的巖塊冒落。

b)漏垮型冒頂是因錨杆(索)支護失效(非壓壞),巷道頂部存在遊離巖塊,這些巖塊在重力作用下冒落,造成事故的發生。

4.2 錨杆(索)支護的巷道冒頂事故的預防措施

a)巷道應佈置在穩定的巖體中,並避免採動的不利影響。

b)合理選擇錨杆(索)的引數,使之應有足夠的支護強度以抗衡圍巖壓力。

c)巷道在掘進過程中應及時進行頂板探測,隨時掌握頂板巖性的變化,合理調整錨杆、錨索的引數,使其錨固端在圍巖鬆動圈以外,保證有效的錨固長度。

d)錨杆(索)巷道的錨杆(索)必須及時支護,避免空頂。儘可能做到錨杆(索)及早與圍巖共同承載,充分發揮錨杆(索)的主動支護作用。錨杆(索)選型時,必須有足夠的承載力;施工時要嚴格按工序質量要求進行,並特別注意按要求施加足夠的預應力。

e)錨杆(索)巷道掘進遇構造時,必須實施嚴密措施提高其支護強度,或採取棚錨聯合支護以達到有效的支護。

f)對已掘的錨杆(索)巷道不定期的觀測,及時掌握巷道支護的變化情況,發現錨杆(索)失效、礦壓顯現明顯變化時,應及時採取加棚或其他修護措施。

5 結語

為防止井下掘進巷道發生冒頂事故,必須根據巷道的不同型別、不同的施工地點及工藝採取相應的支護形式,且實際生產中,要根據巷道的圍巖狀況及時修正支護引數,技術上制訂切實可行的安全措施,嚴格按技術措施執行,堅持正規操作,保證其支護質量,才能有效避免冒頂事故的發生。

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