浅谈采场顶板事故的预防及抢救处理

1、浅谈采场顶板事故的预防及抢救处理 顶板事故是指在地下打掘过程中，采场、巷道顶帮煤岩片(冒)落造成人员伤亡、设备损坏(被埋)，生产中止等事故。据统计，顶板事故造成人员伤亡占各类事故伤亡总人数的33以上，由此可见，作为五大自然灾害之一的顶板事故的预防，显得十分重要。  顶板事故按其发生场所不同，大致可分为采煤工作面顶板事故，掘进巷道顶板事故，在用巷道顶板事故。不同地点发生的顶板事故各有其特点，本文结合生产实际对采场顶板事故的预防及处理予以简介。  采场顶板事故通常按其规模大小分为大型垮顶和局部冒顶两类。局部冒顶事故是采场顶板事故的主要类型，其所占的比率约占全部采场顶板事故的70

2、、垮面事故约占30。近年来采场推广金属化支护，垮面事故大为减小，特别是压垮型垮面事故已降低于10以下，但大型垮顶事故范围大、灾害严重仍应引起高度重视。  1、采煤工作面大型垮(冒)顶的预防。  就我矿而言，采煤工作面大型垮(冒)顶，基本上包括老顶来压垮冒顶、厚层难冒顶板大面积冒顶，大面积漏垮型冒顶。  老顶来压时的压垮型冒顶，其发生原因是：1)垮顶带老顶岩块压坏(倒)采面支架导致冒顶。2)垮落带老顶岩块冲击压坏(倒)采面支架导致冒顶。由于采煤工作面支架初撑力不足(或支架不稳),在老顶岩块未明显运动之前，直接顶与老顶已发生离层。当老顶岩块向下滚动时，采场支架要承受冲

3、击载荷，支架容易被推倒，从而导致垮冒顶事故，目前煤矿普遍推广应有兀型钢梁配单体液压支柱支护，提高了支护强度，该类冒顶发生几率和严重程度大为降低。为预防此类事故，常采用下列措施：采场支架的支撑力应能平衡垮落带直接顶及老顶岩层重量；采场支架的支撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层；采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求；遇到平行工作面断层时，断层刚出露煤壁，就要及时加强支护(最好用木垛)；可扩大控顶距，并用木支护柱替换金属支柱，待断层进到采空区后再回柱。  大面积漏垮顶，其发生原因是顶板出现局部松软、破碎时，采煤工作面支护系统出现背顶不严时发生局部漏顶,破碎顶板就有可能从此处开始沿工

4、作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面冒顶。大庆矿井4171工作面就曾在上隅角处发生这种情况。此类冒顶事故的处理措施可归结为：选用合适支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量，顶板必须背严实；严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。  难冒(垮落)顶板大面积冒顶，当煤层顶板是整体坚硬岩层时，往往悬顶数百平方米甚至千平方米才垮冒。这样大面积顶板在极短时间内冒落下来，不仅由于重量的作用会产生严重的冲击破坏力，而且更严重的是会把已采空间的空气瞬间挤出，形成巨大的风暴，破坏力极强。对此类顶板的处理方法采用强制放顶，也可采用顶板高压注水。所谓强制放顶，就是用爆破的方法人为

5、的将顶板切割，使顶板冒落一定厚度形成矸石垫层。切断顶板，可以控制顶板冒落面积,减弱顶板冒落时产生的冲击力；形成矸石层垫则可以缓和顶板冒落时产生的冲击波及风暴。强制放顶措施，大庆矿井曾在g7、c1煤层使用过。强制放顶的操作方法：在回柱位置朝顶板打眼进行强制性爆破放顶，使顶板每次小范围的垮落。爆破的方法，一般根据顶板的坚硬程度，沿切顶线打一排1.5m以上的钻孔，孔距一般0.5m，装煤矿安全药卷3个作龟裂爆破，切断顶板。在工作面有伪顶时，不管问顶时有无空响，伪顶与直接顶有无脱层都应自切顶线打超过伪顶厚度的炮眼，装药放炮切开直接顶，确保垮落可靠。从大庆c1、c7煤层的强制人工放顶实践来看，打眼工作难度

6、大，用电煤钻很难钻进，深度达不到要求，因此，应创造条件用风钻打眼。  2、采煤工作面局部垮冒顶的预防。  采煤工作面局部垮冒顶，主要集中在工作面靠煤壁附近，采场两端、放顶线附近、地质构造破坏带附近。  地质构造破坏带发生的小型冒顶，其原因是：地质破坏带及附近的顶板裂隙发育、破碎，断层面间多充以粉状或泥状物；断层面都比较光滑，使上下盘之间的岩石无粘结力，尤其是断层面成为导水裂隙时，更易彼此分离。单体支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的断层时，在顶板活动过程中，断层附近破断岩块可能顺断层面下滑从而推倒支架造成冒顶。同时地质带附近顶板往往破碎，若背顶不实或不及

7、时，很容易冒漏导致顶板事故。为预防此类事故的发生，应在断层两侧加设木垛加强支护，并迎着岩块可能滑下的方向支设铁棚或铁柱。同时，应加强地质构带的背顶工作，背顶必须及时并背严实。  放顶线附近的局部冒顶其原因是：放顶线上支柱受力是不均匀的，当工人回拆“吃劲”的柱子时，往往柱子一倒下顶板就冒落，如果回柱工来不及退到安全地点，就可能被砸着，而造成顶板事故。当顶板中存在被断层、裂隙、层理等切割而形成的大块游离岩块时，回柱后游离岩块就会旋转，可能推倒采场支架，导致冒顶。据统计，就我矿而言，这类事故发生频率最高，应引起高度重视。此类事故的预防措施主要为：加强地质及观察工作，记载大岩块位置、确定特殊

8、支护方法及回柱步骤和路线；在大岩块范围内用木垛等加强支护；当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时，在大岩块范围内延长控顶距；用木支架(或木垛)替换金属支架(回柱时不拆)；待大岩块全部都处在放顶以外的采区空区时，再用绞车回柱等。  靠煤壁附近发生的局部冒顶，其原因主要是煤层的直接顶中常存在交错裂隙，这些交错裂隙容易将直接顶分割成游离岩块，容易发生脱落，在采煤机采煤或爆破落煤后，如果支护不及时，这类游离岩块可能突然冒落砸人，造成局部冒顶。主要表现形式为：直接顶被密集裂隙切割、形成游离岩块，背顶不及时或不严而冒顶，采高过大，工作面在来压期间片帮，扩大了无支护空间冒顶。预防此类事故

9、的措施：采用能及时支护悬露顶板的支架并正确严格使用；炮采时，炮眼布置及装药应合理，尽量避免崩倒支架；尽量使用工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，避免煤层片帮。煤层一旦片帮，应掏煤窝超前支护、防止冒顶。  采场两端的局部冒顶，对单体支柱工作面，采场两端包括工作面两端的机头机尾附近(机采工作面上下机窝)以及与工作面相连的那段巷道。在工作面上下两端，暴露空间大，支承压力集中，巷道提前掘进，引发了巷道周边的变形与破坏。经常要进行机头机尾的移置工作，拆除老支柱支设新支柱时，碎顶可能进一步松动冒落。采场两端的顶板管理已经成为许多工作面生产的重要工作。由于冒顶或顶板下沉量大，为端头支护和移设带来

10、很大困难。为预防采场两端发生漏冒，现已推广应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护(即四对人梁支护)，每对棚随机头机尾的推移迈步前移或在机头机尾处采用双楔铰接顶梁支护。在工作面巷道相连处，宜用一对抬棚迈步前移，托住原巷道的棚梁。在超前工作面10m以内应用双排超前支护，超前10m以内应双排超前支护；超前10m至20m巷道支架应加单中心柱以预防冒顶。  3、顶板事故的抢救处理方法  顶板事故发生后，首先必须了解事故地点、范围、受伤害人员情况，然后本着抢救遇难人员为第一要务(原抢救事故总原则)行动。同时，应掌握发生事故地点是否有新鲜空气、是否受有毒有害气体威胁、通道是否畅通等情况，以便在施

11、救前采取相应安全保障措施。如果垮顶范围大，遇难人员确切位置难以确定，可以采取喊话、敲打声音等方法与遇难人员联系(以确定遇难人员位置)，然后施救；如果遇难人员受窒息、有毒有害气体威胁，应根据现场情况采取多种方式向遇难者供风、水和食物来延长待救时间，然后清理垮塌物、及时施救。  一般来说，对于正规矿井的采煤工作面，由于近年来推广应用金属支架支护、(强制)全负压供风，小型垮冒顶后，仍能保持采场有相当风量，一般能保持冒顶遇险人员的供风要求(当然，高突矿井也有可能有瓦斯浓度因工作面冒顶、通风断面减小、风量降低而升高，应采取特殊供风措施)，因此，采场顶板事故的主要工作就是清理垮塌煤岩、及时救人。

12、  抢救顶板事故的注意事项：1)事故发生后，在事故地点如果能够与遇险人员(通话)或联系，应让其思想镇定，在力所能及的情况下通过用矸石垫码、材料支护等方法控制其所在地范围空间，防止严重垮冒而待救；2)抢救事故人员应根据事故地点情况，首先控制顶板，然后，清理通道至事故地点救人;3)在正规采煤工作面,可从上下出口两个方向同时进行巷道清理和救人工作；4)在清理通道时，应尽可能利用客观条件，如沿煤帮清理通道，这样可以利用完好煤帮的支护作用、提高救人通道的清理速度；5)在对遇险人员无损害的情况下尽可能使用采场设备(如溜子)设施(如原有支护)、提高救人速度；6)在遇险人员被救出后应按煤矿创伤急救方

13、法急救；然后及时送往医院急救。应该注意：无论何事故，抢救的宗旨是在确保安全的情况下首先救人，在人员救出后再采取相应方法清理设备、恢复生产。在救出遇险人员后，垮冒顶的处理方法有多种，可视情况选择，此处不赘述。  案例：某矿井1610长壁(残采)工作面1997年“87”冒顶事故。该工作面已形成多年，但由于块段小一直闲置未回采。后井口成立残采队后交由残采队回采。工作面回采时，回风巷已垮冒堵塞，虽能保证通风，但人员已无法通行。8月7日中班6时40分左右，工作面中下段至机头段因压力大、在工作面放炮落煤时受震动顶板将摩擦支柱推倒后垮冒(约8m长)，工作面铲煤工6人遇险被困。事故发生后，安全员及时向井口、矿汇报，井口组织现场相关人员采取如下施救措施：  1)通过喊话与遇险人员联系，确知他们均躲避于歪倒支架与煤壁的空隙间时，告知他们要镇定，让他们采取垮冒矸石垫码、闲置物支撑控顶，防止垮冒范围和程度加剧进行自我施救待救。  2)通过上面手段，被困人员就地取材进行了自我防范并避开工作面溜子拉动影响，尽可能清理溜子内阻碍物。