掘進工作面冒頂事故的原因、預防及處理方法的應用與研究

趙志華

掘進工作面冒頂事故的原因、預防及處理方法的應用與研究

趙志華

在我國礦井頂板事故中，掘進工作面冒頂事故在頂板事故中占有較大比重。因此，對掘進過程中冒頂事故的發生原因進行分析，并在此基礎上對事故的預防及處理方法進行研究和應用是非常具有現實意義的。在本文中，筆者對冒頂事故原因進行了分析，并提出了預防和處理建議，希望可以為冒頂事故的探究提供參考。

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據統計資料表明，我國煤礦頂板事故占總事故數量的40%，而掘進工作面冒頂事故占頂板死亡事故的20%左右，在煤礦事故中占很大的比重。因此，分析煤礦掘進工作面冒頂事故原因，預防冒頂事故的發生且在事故發生后正確應對，并提出合理的處理措施，對保護煤礦職工的生命和安全至關重要。

1　掘進工作面冒頂事故發生的原因分析

發生冒頂事故的因素有很多，有地質條件，也有生產設計和施工操作等方面。

1.1 地質原因引起冒頂事故。在煤礦生產過程中，事故的發生與地質情況有著密不可分的關系，常會因為地質的變化引發事故。常見的地質原因有：巷道的位置處于存在斷層等特殊構造的地質層中，由于巖層變動破碎誘發冒頂事故；像頁巖等圍巖在外界環境的作用下容易被風化，進而變得松軟不穩固，同時其本身的節理裂隙在長時間的環境作用下進一步發育，都會導致冒頂事故；掘進工作面遇到壓力集中區等特殊情況時，未及時采取加強支護等措施導致冒頂事故；除此之外，在煤礦生產中遇到煤塵或者瓦斯等有害氣體冒出也會引起冒頂事故。

1.2 生產設計不當引起冒頂事故。在設計中，如果設計不合理也會引起冒頂事故。常見的設計原因主要有：巷道的位置設計在較為松軟的地質層中；對實際施工的地質資料調查研究不足，無法對施工事故做好預防或者及時合理應對；設計的支護結構和支護方式不符合實際需求，難以承受地壓導致事故的發生。

1.3 施工失誤引起冒頂事故。冒頂事故的發生與施工技術也有著直接的聯系，如果施工不當，極易造成施工事故。常見的施工失誤主要有：在施工過程中，對技術要求不夠嚴格，未能一次成巷，導致圍巖在環境中長時間暴露風化，產生了松動；支護設備在煤礦生產中對施工安全和施工技術起著重要的作用，而由于施工的失誤，造成支護設備的架設不規范，質量未能嚴格控制，將會造成支架不穩固，進而產生冒頂事故；施工過程中，檢查工作不到位，沒有及時進行敲幫問頂，打眼放炮后沒有及時扶正歪扭支架或棚腿設在浮矸或浮煤上，支架上頂及兩幫沒有插嚴背實，造成支架整體性及穩定性差，頂板來壓時壓垮或推垮支架導致冒頂事故發生；炸藥量的選擇失誤，過大的炸藥量造成圍巖的松動，為冒頂的發生埋下隱患。

2　掘進工作面冒頂事故的主要預防措施

2.1 遇地質條件變化時的安全技術措施。當地質條件及圍巖發生變化時，技術人員需根據地質變化情況更改支護形式，制定好相應的安全技術措施。當掘進工作面遇到斷層、破碎帶或其他條件時，應及時采取有效的支護措施，加強頂板管理，防止冒頂。

2.2 掘進工作面技術管理。施工前做好技術準備，首先是支護方式的選擇應根據巷道圍巖的性質、松動圈和礦壓觀測資料，針對井下現場實際選擇支護方式和材料規格。掘進工作面巷道開口、過斷層、老巷、處理冒頂、掘進刷擴幫臥底、挑頂等特殊地點施工，應提出有針對性的安全技術措施。其次技術人員建立技術檔案，記載地質構造帶、圍巖變形帶、積水區域掘進和影響范圍的采空區、老巷等情況，為上下分層或相鄰掘進工作面提供支護設計依據。

2.3 施工隊伍的管理。首先要加強安全教育培訓，增強員工的安全意識，定期組織學習規程措施，提高員工的職業技能。其次在施工過程中要嚴格執行規程措施的有關規定，規范員工的操作行為，按操作規程嚴格執行各道工序，每班負責人都要對隱患進行排查。

3　掘進工作面冒頂事故的處理方法應用與研究

當掘進工作面托煤頂或遇巖石破碎情況下，掘進發生冒頂事故時，應立即控制事故擴大化，同時按程序匯報，并由技術人員針對事故情況編制可行的安全措施，保證安全通過冒頂區域。一般處理冒頂事故的方法有撞楔法、吊梁+撞楔法、木垛法和注入固化劑等。

3.1 撞楔法。當巷道冒頂處為托煤頂或巖石破碎很容易繼續冒落而無法進行處理和架棚時，可采用撞楔法處理。其操作步驟簡要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌，且不允許清理冒落矸石（煤），避免上頂繼續冒落造成垮落高度增加。其次沿該棚梁向冒頂區打入撞楔（如鋼釬、帶尖的原木或木板）用荊笆或板皮背嚴，防止矸石（煤）流入巷道，必要時撞楔可密集排列打入，上頂控制好后再清理矸石（煤），架設支架直到穿過冒頂區域。

3.2 吊梁+撞楔法。吊梁即在已支護老棚梁下用毛鏈或其他工具拴好新棚梁，使撞楔可在新老棚梁中間穿過，從而讓撞楔起到作用（步驟同3.1），安全通過冒頂區域。這種方法適用于冒落矸石（煤）密集，壓力大，撞楔無法打入冒頂區內。

3.3 木垛法。當掘進工作面上頂冒落后不再繼續冒落，且上頂空頂面積相對較大時，可采用木垛法處理。其操作步驟簡要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌。其次安排兩名有經驗的老工人，一人找掉，一人觀山，將懸矸（煤）找下。最后在支架上頂架設木垛，第一層與第二層垂直，依次由下往上，直到撐住頂板為止，用荊笆或板皮背實空隙，再在支架上鋪設經緯網，防止矸石再次冒落到巷道，這樣就可以安全通過冒頂區域。

3.4 注入固化劑方法。礦用固化劑一般是瑪麗散，這種產品固化時間短，見效快，但由于其成本較高，在有能力處理冒頂事故的情況下不予使用。當掘進工作面發生冒頂事故面積較大或其他處理方法難以解決時可采用注入固化劑的方法進行加固，在冒頂區域內斜向上打眼注液，待固化劑發生化學反應將破碎的巖石或煤粘合在一起后，方可安全通過冒頂區域。

結語

對于煤炭生產工作中的事故發生一直是整個社會所高度關注的，因此，關于事故的處理方法也在不斷的探索中，希望隨著科技的進步和生產企業以及施工人員重視程度的提升，包括冒頂事故在內的施工事故都將會得到有效的控制。

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