煤巷冒顶事故的原因分析和防范对策.doc

煤巷冒顶事故的原因分析和防范对策1概况付村煤业公司井田位于滕南煤田南部，设计生产能力为120万t/a，主采3上和3下煤层，以综采为主。三层煤直接顶板和底板为砂质泥岩，F46；老顶为细砂岩，F810。三层煤平均埋藏深度500m左右，煤体硬度F1.02.0。自1998年矿井试生产以来，在回采巷道中广泛采用了煤巷锚网支护技术，巷道一般设计为矩形，轨顺和运顺一般宽为4.2m，高为3.2m；切眼宽为7.2m，高为2.6m。其主要支护参数为：顶支护为挂菱形金属网，铺钢梯，安装大螺纹树脂锚杆，钢梯排距8001000mm；锚杆间距760mm，排距8001000mm，顶锚杆规格202200mm。帮支护为挂菱形金属网，安装普通钢筋锚杆，锚杆间距800mm，排距8001000mm，锚杆规格141600mm。自采用锚网支护技术以来，曾发生过两次较大型冒顶事故，一是东二辅助采区皮带巷道冒顶事故，二是3上205切眼冒顶事故。其中：在3上205切眼冒顶事故中死亡一人，对公司的安全生产工作造成不良影响。因此，我们对煤巷锚网支护技术结合付煤矿井实际进行研究、总结，对各项支护参数加以修正，使顶板隐患消灭在萌芽之中。2冒顶原因分析2.1冒顶特点从矿井发生的冒顶事故来看，煤巷锚网支护巷道的冒顶具有四个显著特点，一是在进行巷道施工时，由于围岩裂隙发育，出现局部片帮掉顶，顶帮不平整，造成部分锚杆托盘不能密贴壁面，支护质量明显下降。二是冒顶前巷道围岩显示不稳定状态的一些特征，如：煤炮频率、巷道收敛变形速度不减等。三是冒顶的厚度及面积较大，两起冒顶事故的冒顶面积皆在20m2以上，巷道冒顶长度皆在5m以上，冒顶厚度皆在2m以上，没有出现锚杆被拉断的现象。四是冒顶事故皆发生在一些特殊地点，如：断层及围岩破碎带（3上205切眼，东二辅助采区皮带巷）应力集中区、穿层巷道（东二辅助采区皮带巷），巷道宽度较大（3上205切眼）。2.2原因分析巷道开凿以后，当围岩应力大于围岩强度时，围岩发生破裂，出现了围岩松动圈，巷道处于不稳定状态，必须进行人工维护。松动圈的大小与围岩应力和围岩强度密切相关，当岩性相同时，围岩应力越大，松动圈越大；当围岩应力相同时，围岩强度越高，则松动圈越小，反之则大（松动圈厚度可用超声波松动圈测试仪或者多点位移计测试出来）。为了保持巷道围岩相对稳定性，根据围岩松动圈厚度的不同，可采用不同的支护方式及支护强度。付村煤业公司煤巷锚网支护初始设计是基于中等松动圈（LP0.41.5m）进行设计的。在一般巷道中，初始设计所提供的支护强度能够满足巷道安全要求，巷道处于稳定状态。但当巷道受断层、应力集中、巷道宽度增大等因素影响时，或围岩强度降低，或围岩应力增大，或二者兼而有之，出现了围岩松动圈的进一步扩大。当围岩松动圈厚度达到一定范围时，特别是超出了锚杆的锚固范围时，初始设计所提供的支护强度满足不了巷道安全要求，巷道处于不稳定状态。分析认为，付村煤业公司煤巷锚网支护巷道冒顶的根本原因在于当巷道施工后，由于受断层、应力集中、巷道宽度增大等因素影响，造成巷道围岩松动圈厚度大大增加，超出了锚杆锚固范围，再则受当时技术手段（主要为监测手段）的制约，不能及时发现顶板安全隐患，导致了巷道顶板大面积、高厚度离层，酿成冒顶事故的发生。3防治冒顶对策3.1优化煤巷锚网支护设计锚网支护技术是以实测为基础的动态反馈设计法。一般通过地质力学评估-初始设计-监测与信息反馈-修改设计4个步骤，如：初始设计可采用计算机数值模似法、理论分析法和工程类比法。加大必要的投入，完善设计手段，并从人、财、物上给予充分保证，支护设计才能达到科学、合理、安全、经济的目标。3.2优化锚杆支护施工（1）严格按照支护设计进行施工，保证支护质量，确保锚杆锚固力、锚杆角度、锚杆间排距等支护参数达到设计要求；（2）对于断层破碎带、煤层松软区、地质构造变化带、地应力异常区、动压影响区等围岩支护条件较复杂区域，必须采取加密锚杆、全长锚固、锚索锚固、点柱及架棚等强化支护措施；（3）在进行锚杆支护作业时，如遇煤炮频繁，顶底板及两帮移近量显著增加，底板出现较大底鼓，突发性片帮掉渣，巷道不易成型，钻眼速度异常等情况，应立即停止作业，采取加强支护措施后方可继续作业。3.3加强煤巷锚杆支护监测新版煤矿安全规程