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冒顶防治技术 山西省煤炭职工培训中心高华为 主要内容第一章煤矿顶板事故防治第二章冒顶事故案例及分析 第一章煤矿顶板事故防治 顶板事故使煤矿的五大灾害之一 曾一度占到煤矿死亡事故的40 50 随着采掘机械化程度的提高 煤矿顶板事故有了大幅度的降低 一矿山压力基础知识 一 概述 原岩 地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体 原始应力 没有受到任何破坏的原岩中的应力 矿山压力 由于矿山开采活动影响 在采掘巷道 工作面 围岩中所形成的力 称为矿山压力 简称矿压 矿压显现 由于矿山压力的作用 引起岩体的变形 破坏冒落以及支撑物的变形 破坏与折损 并会在岩体中产生一系列动力现象称为矿山压力显现 简称矿压显现 矿山压力控制 在一定范围内凡减轻 调节 改变和利用矿山压力作用的方法 均称为矿山压力控制 二 有关采场上覆岩层活动规律的假说压力拱假说悬臂梁假说铰接岩块假说 20 50年代 预成裂隙假说砌体梁 岩层控制的关键层理论二掘进巷道顶板事故防治 一 造成巷道冒顶事故的因素 以下四个方面 1自然地质因素岩层层理影响镶嵌型围岩结构的影响岩层裂隙及破碎地下水的影响2施工质量因素 支架假设质量差 掘进打眼爆破参数掌握不好3采掘工程因素4管理因素操作检查没有及时发现隐患等 二 预防措施 多发生在掘进工作面及巷道交叉点及巷道贯通处1 掘进工作面冒顶事故的原因及防治措施原因 失去联系岩块支护不及时或支护失败措施 根据掘进工作面岩石性质 严格控制控顶距 棚子应紧靠掘面 及时支护或超前临时支护 加强安全检查 严格执行敲邦间顶制度 危石必须挑下 无法挑下时采取临时支撑措施 严禁空顶作业 在地质破坏区要缩小棚距 棚间加拉条 及时整理外破崩倒或崩歪的支架 2 支架支护巷道冒顶事故的原因及防治措施原因 分为压垮型漏垮型和推垮型措施 在可能情况下巷道应布置在稳定的岩体内 并尽量避免采动的影响 巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力 支架变形量与围岩变形量相适应 尽可能做到支架与围岩共同承载 凡因支护失效而空顶的地点 重新支护时应先护顶再施工 巷道替换支架时 必须先支新支架 再拆老支架 在易发生推垮型冒顶的巷道中 要提高巷道支架稳定性 3 锚杆支护巷道冒顶事故的原因及防护措施原因 岩石不自稳锚杆参数选择不当杆间距大 支护材料选择不当 支护系统匹配不合理 不能有效控制顶板 措施 正确选择锚杆支护的参数 加强施工管理 保证工程质量 4 巷道交叉处及贯通处冒顶事故的原因及防护措施原因 巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块 支架强度 或稳定性不够贯通巷道顶板遭受二次破坏 措施 开岔口应避开原来巷道冒顶的范围 必须在开岔口棚抬支设稳定后再拆原巷道棚腿 不符过早拆除 切忌先拆棚腿后支抬棚 保证抬棚有足够的强度 开帮掘进巷道与原巷的方位要保持较大的夹角 最好大于45 贯通前要进行超前探测 并处理如被透点的积水 瓦斯等有害气体情况 制定相应的安全措施 三 巷道维修及冒顶处理方法1 巷道维修及冒顶处理的一般原则先外后里先支后拆先上后下先近后远先顶后帮2 巷道冒顶处理方法直接支护法 围岩已稳定 冒落矸石不多 范围不大 2架 3架时用撞契法 当巷道冒落很碎 可用撞契法锚喷法 适用于冒顶范围较大冒顶高度较高且冒落空洞以上顶板基本稳定 三 回采巷道顶板事故防治 一 编制好采面作业规程采用有效的新技术 新工艺 新设备 新材料和现代化管理技术 坚持正规循环作业 保证安全提高效率 内容以图表为主 应清晰准确 文字简明 通俗易懂 二 工程质量标准化1 安全出口及超前支护2 不符任意丢失顶煤和底煤3 综采工作面煤壁 刮板输送机和支架必须保持直线4 液压支架必须接顶 5 端头支架具较大适应性稳定牢固可靠 三 工作支护设备材料管理1 备用支护材料保证安全畅通2 同一采面中 不符使用不同类型和不同性能的支柱 3 摩擦式金属支柱和单体液压支柱的维护下井前逐根压力试验 8个月后检修 试压4 单体液压支柱使用和检修必须符合要求 支柱支架前 必须检查零部件是否齐全 支柱高度应与工作面采高相适应 保证单体液压支柱有足够的初撑力 底板抗压强度小于14 7MPa的工作面 支柱应穿硬木鞋或铁鞋 采高1 3m以上的工作面的人行道的两排支柱必须由绳子拴牢 以防失效柱子歪倒伤人 单体液压支柱在井下存放8个月以上及采完一个工作面后 必须上井检修 不符直接转入其他工作面使用 新化县温塘镇湘新煤矿顶板事故事故原因及主要教训 第二章冒顶事故案例及分析 一 概况 2007年10月7日12时40分 新化县温塘镇湘新煤矿 240米水平北翼运输大巷与第二上山巷交汇处发生顶板事故 死亡1人 直接经济损失36 5万元 新化县温塘镇湘新煤矿位于新化县温塘镇眼花村境内 于1986年建井 1987年投产 2005年由刘万林买断经营 共3个股东 投入资金700万元 是私营经济体制企业 由刘万林任法人代表兼矿长 矿井核定生产能力3万吨 年 实际年生产能力1 8万吨左右 矿井分四班作业 早班8 00 14 00 中班14 00 20 00 晚班20 00 次日2 00 天光班 次日2 00 8 00 矿井取得了采矿许可证 4300000720285 安全生产许可证 MK安许可证字 2006 1867 煤炭生产许可证 X181005051 营业执照 注册号 4300002200767 1 1 矿长刘万林有矿长资格证 06043010001326 和安全资格证 湘煤安20040943 证照有效 湘新煤矿位于涟邵煤田北段中部 晏家铺向斜西翼中南部 矿井整体构造为一单斜构造 地层走向北 北东 倾向南东 东 矿井范围内未见大规模的断层和褶曲构造 生产煤巷中偶遇有落差为0 2 1 4m小断层 因此 矿井构造为简单构造类型 矿井内含煤地层为二迭系上统龙潭组 共含煤四层 其中2煤层为矿井主采煤层 2煤层厚0 35 0 4m 一般厚为0 4m 属稳定煤层 矿井属低瓦斯矿井 相对瓦斯涌出量为6 4m3 t 煤尘无爆炸性 煤层不自燃 矿井水文地质条件属简单类型 矿井采用斜井开拓 主斜井井口标高 510m 落底标高 366m 第一级暗斜井落底标高 275m 第二级暗斜井落底标高 240m 矿井现生产运输水平为 240m水平 回风水平为 275m水平 矿井矿井采用短壁式工作面开采 木材支护 手镐落煤 全部陷落法管理顶板 主要巷道采用木材梯形支护 部分岩性完整地段为裸体 矿井通风方式为中央分列式 风井安装二台YBF No 10型轴流式风机 一台工作 一台备用 电机功率22kw 风机工作时产生风量为950 650m3 分 矿长刘万林 全面负责煤矿安全 生产 经营 生产副矿长刘堂宗 负责生产 掘进开拓巷道布置和井下现场安全工作 安全副矿长刘国文 负责煤矿井下安全生产工作 技术副矿长刘子龙 负责测量 绘图 开拓巷道布置 采区设计等 值班矿长3名 负责现场管理 安检员兼瓦斯检查员3名 负责现场隐患排查 瓦斯检查等工作 事故发生在 240米水平北翼运输大巷与第二上山巷交汇处 该巷道采用木材梯形棚支护 事故发生前 由大工刘修定 小工刘文龙在此进行维修 至事故前 架设了6付新支架 原5付支架因没发现变形和断裂 原5付支架也没折除 运输大巷沿2煤层布置 煤层位于井巷下部 井巷净宽2米 净高2米 净断面积4m2 二 事故的发生 2007年10月7日7时30分 由安全矿长刘国文主持召开班前会 对井下工作进行了具体布置 安排大工刘修定和小工刘文龙到三水平运输大巷加固维修 并交待了一些安全事项 特别强调加固时要将二上山开口处上横栌再加一根 10时左右 安全矿长刘国文 值班长刘孟周 刘修定和刘文龙一同到达三水平运输大巷 刘孟周检查了作业地点情况后 刘修定和刘文龙便开始作业 12时20分 刘修定 刘文龙已经架设了6副支架 预备加上横栌 但因横栌木头短了 安装不了 刘孟周便要求刘修定先在原来横栌下面打支柱加固 随后便去别处检查了 刘文龙正要在横栌下加支柱时 刘修定提出先加固好第7副支架再打顶 因该矿规定大工带小工作业 刘文龙也没有坚持按刘孟周他们的要求去做 12时40分 第7副支架快要加固好时 顶板突然来压 将二上山开口处上横栌压断 顶板上大约5 6吨矸石落下 一块百斤左右岩石将刘文龙打出2米 刘修定被压在矸石下 三 事故原因分析 一 直接原因 运输巷交叉点处顶板破碎 原交叉口开门栌为单栌 维修前未加固开门栌 撤换支架时顶板来压压断原交叉口开门栌生成冒顶死亡事故 二 间接原因 1 职工缺乏应有的安全知识 违反维修常识 在 T 字型交叉点处维修不事先加固支架 违章冒险作业 2 现场管理不到位 维修时 仅安排一名大工和一名小工进行 没有管理人员或安排经验丰富的老职工在现场进行监督和指导 也是导致此次冒顶事故发生的原因 3 管理人员不负责任 发现该处顶板破碎 原支架不合格 未现场盯守作业人员先加固 后撤换支架 未有效排除事故隐患 三 事故性质经调查认定该事故为责任事故 1 加强巷道维修安全质量管理 巷道维修必须编制