摘要:隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,煤礦企業(yè)也在不停地提高自身的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,但是在煤礦生產(chǎn)過程中,煤礦事故在井下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn),主要有突水、瓦斯、頂板、粉塵等事故,然而,這些事故中最為經(jīng)常發(fā)生的是頂板事故,占到整個(gè)煤礦事故的百分之六七十左右。頂板事故經(jīng)常會(huì)由小區(qū)域內(nèi)的巖塊掉落,發(fā)展到整個(gè)工作面會(huì)出現(xiàn)大范圍的冒頂?shù)?,正是由于這類事故具有多發(fā)性,并且煤礦工人極易忽略這類事故,所以這類事故已經(jīng)引起了煤礦企業(yè)地領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和關(guān)注。本文對(duì)煤礦采煤工作面頂板事故的形成過程和頂板事故的原因作了分析,并提出了不同的防治措施和日常安全管理工作的重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:采煤工作面;頂板事故;防治措施;事故;安全管理
1 引言
根據(jù)現(xiàn)有資料統(tǒng)計(jì),在煤礦企業(yè)所發(fā)生的事故中,有百分之六七十的煤礦事故是頂板安全事故,而其中百分之七八十的頂板安全事故都是在采煤工作面中所發(fā)生的。礦井回采工作面頂板事故發(fā)生的原因,一是對(duì)采礦工作面的頂?shù)装迩闆r及其活動(dòng)規(guī)律了解不清; 二是缺乏針對(duì)性防治措施。實(shí)踐證明,頂板事故的發(fā)生基本上是有規(guī)律的,只要能用正確的理論和手段實(shí)現(xiàn)對(duì)頂?shù)装宓谋O(jiān)測(cè),掌握其活動(dòng)規(guī)律,把頂板管理建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上,頂板事故是可以預(yù)防的。那么對(duì)于這么頻發(fā)的頂板事故,我們?cè)撊绾芜M(jìn)行治理和防治呢?這就涉及到煤礦頂板管理,管理方式是否科學(xué)、合理、有效對(duì)安全、高效生產(chǎn)起著關(guān)鍵性的作用,因此,加強(qiáng)頂板管理是降低采煤工作面頂板安全事故發(fā)生率的一項(xiàng)重要措施。下面就煤礦采煤工作面頂板事故發(fā)生的原因和防治措施談?wù)勛约旱挠^點(diǎn)。
2 煤礦采煤工作面頂板事故的類型及原因
2.1 采煤工作面頂板安全事故類型
采煤工作面頂板安全事故類型主要有以下幾種類型:第一,推垮型冒頂事故,這種類型的頂板事故在煤礦生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn),特別是在工作面開采的初期,這也是煤礦企業(yè)防治頂板事故的重點(diǎn)。第二,壓垮型冒頂事故,這類頂板事故發(fā)生的原因主要是由于老頂初次來壓或周期來壓導(dǎo)致的,這類事故發(fā)生的相對(duì)來說較少,但是其破壞性相當(dāng)嚴(yán)重。第三,漏垮型冒頂事故,這類事故主要發(fā)生在破碎頂板中,必須要采取有效的頂板控制技術(shù),防治這類頂板事故。第四,沖垮型冒頂事故,這類事故主要是發(fā)生在堅(jiān)硬巖層中,在采空區(qū)懸頂較大,如有巨石塊掉下,將會(huì)沿傾斜滑向煤壁,將支架及特殊支架沖到,造成頂板事故。第五,局部巖塊冒頂事故,主要是發(fā)生局部巖塊冒頂,這類事故極易傷人,并且沒有任何的預(yù)兆,所以這類事故是頂板事故防治的重點(diǎn),同時(shí)也是防治過程中的一個(gè)難點(diǎn) [1]。
2.2 煤礦采煤工作面頂板事故原因
2.2.1 采煤工作面地質(zhì)條件的影響
在煤礦采煤工作面作業(yè)中,作業(yè)地點(diǎn)會(huì)遇到一些有制約性的地質(zhì)構(gòu)造,如斷層、節(jié)理等,這時(shí)頂板安全維護(hù)起來極其困難,并且極有可能出現(xiàn)坍塌,斷層的節(jié)理裂隙也極為發(fā)育、構(gòu)造面縱橫交錯(cuò),在節(jié)理面內(nèi)常常伴有泥質(zhì)夾帶,造成圍巖破碎、穩(wěn)定性差,嚴(yán)重阻礙煤礦采煤工作面頂板支護(hù)的維護(hù)和管理;其次是破碎巖體,這也會(huì)給頂板安全帶來一定的隱患和限制,在煤礦采煤工作面作業(yè)過程中,都會(huì)引起巖體的微觀結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致巖體發(fā)生變化,一旦層面上的滑移超過極限時(shí),整個(gè)巖體就會(huì)解體崩潰,并且這種現(xiàn)象的發(fā)生常常是沒有任何預(yù)兆性的冒落[2]。
2.2.2 采煤工作面采煤方法的影響
在進(jìn)行回采作業(yè)時(shí),頂板安全事故還受回采工序的影響,回采工序不同會(huì)引起頂板安全事故發(fā)生類型的不同,如采煤機(jī)割煤后和爆破落煤后必須要進(jìn)行及時(shí)支護(hù),如果出現(xiàn)支護(hù)滯后,那么推移輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾及替換支護(hù)時(shí)工作面兩端處,回柱放頂時(shí)都會(huì)出現(xiàn)冒頂安全事故。
2.2.3 管理上的原因
直接頂或老頂來壓時(shí),由于支護(hù)密度不夠, 支護(hù)可縮量小, 頂板沉降不均衡造成支架斷裂、垮塌。違章作業(yè),不堅(jiān)持敲幫問頂、空頂作業(yè)等均會(huì)導(dǎo)致冒頂[3]。
3 頂板事故的預(yù)防措施
3.1 及時(shí)支護(hù).不空頂作業(yè)
對(duì)采煤工作面,空頂距要符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定,移溜后支柱要及時(shí)架設(shè)。打好臨時(shí)支柱、托棚或戧柱。工作面的上、下安全出口及上下順槽的超前支護(hù)要及時(shí),回臨時(shí)柱要先支后回。發(fā)現(xiàn)支架有斷梁壞柱要及時(shí)更換并運(yùn)出。頂、幫要背嚴(yán)、背實(shí),對(duì)漏頂、片幫地段更應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)[4]。
3.2 合理裝藥、放炮
放炮地點(diǎn)附近的支架要加強(qiáng)支護(hù)。炮眼的布置方式深度、角度、位置合理,裝藥量適當(dāng)。一次放炮數(shù)量和炮眼長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)和作業(yè)規(guī)程要求,只有這樣,放炮才不至于崩壞工作面設(shè)備和支架引起冒頂事故[5]。
3.3 措施得力.嚴(yán)格執(zhí)行
制訂安全措施要抓住重點(diǎn),切實(shí)可行,并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變化及時(shí)修訂、補(bǔ)充措施。特別是頂板管理,措施部分要行之有效,既要有經(jīng)驗(yàn)理論數(shù)據(jù),又要有科學(xué)依據(jù),達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又合理的目的。遇到工作面來壓或地質(zhì)變化時(shí),及時(shí)采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施并迅速落實(shí) [6]。
3.4 正規(guī)循環(huán)作業(yè)
堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)是預(yù)防冒頂?shù)囊豁?xiàng)重要措施。如果工作面推進(jìn)(掘進(jìn))速度緩慢,頂板裸露時(shí)間長(zhǎng),壓力容易集中,支架受力大且不均勻,當(dāng)頂板壓力超過支架支撐力時(shí),就會(huì)發(fā)生變形、下陷或壓死,支撐作用迅速下降,造成片幫、冒頂事故。堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè),頂板裸露時(shí)間短,頂板壓力小,支架不易變形、損壞,可以有效地控制頂板事故發(fā)生 [7]。
3.5 落實(shí)規(guī)章制度
為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),要建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度,對(duì)違犯制度人員認(rèn)真組織分析,減少或杜絕頂板事故發(fā)生。具體制度如下:
3.5.1 交接班制度
所有工種現(xiàn)場(chǎng)交接班,特別是本班遺留工程中注意事項(xiàng)及不安全因素一定要向下一班交代清楚。
3.5.2 驗(yàn)收制度
每班由隊(duì)長(zhǎng)對(duì)當(dāng)班工程質(zhì)量、安全狀況及落實(shí)安全措施情況進(jìn)行驗(yàn)收、評(píng)估。對(duì)存在問題提出解決方法并限期整改 [8]。
3.5.3 敲幫問頂制度
工作前和工作中堅(jiān)持敲幫問頂,對(duì)地質(zhì)變化地點(diǎn)及壓力集中區(qū)次數(shù)要增多,一旦發(fā)現(xiàn)不安全因素立即處理。
3.5.4 頂板情況分析制度
定期或不定期召開頂板情況分析會(huì),總結(jié)推廣管理好頂板經(jīng)驗(yàn),指出存在的不足地方及采取的預(yù)防措施。
3.5.5 其它方面制度
如:崗位責(zé)任制度,梁柱檢查制度,事故分析制度等等。
3.6 掌握頂板活動(dòng)規(guī)律.采取針對(duì)性措施
大力開展頂板觀察工作,掌握頂板活動(dòng)規(guī)律,做好頂板來壓預(yù)報(bào)。從一些頂板事故經(jīng)驗(yàn)中以及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)觀察,絕大部分頂板事故發(fā)生之前是有明顯預(yù)兆的。[9]事實(shí)上,組織開展礦壓監(jiān)測(cè)管理工作,掌握片幫冒頂預(yù)兆的規(guī)律,進(jìn)行頂板活動(dòng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),超前采取有效的預(yù)防措施,進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù),以達(dá)到減少冒機(jī)事故和避免人身傷亡事故,并能減少因事故造成的損失。
3.7 加強(qiáng)安全教育,提高業(yè)務(wù)素質(zhì)
牢固樹立“安全第一”思想,充分認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)頂板管理的重要性和必要性。搞好安全教育和技術(shù)培訓(xùn)工作,所有管理和施工人員都應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)和掌握頂板壓力形成機(jī)理、過程和管理方法等,提高整體隊(duì)伍的技術(shù)素質(zhì)。加強(qiáng)安全檢查監(jiān)督力度,及時(shí)堵塞漏洞,做到防患于未然。[10]對(duì)剛下井的人員要特別注意加強(qiáng)培訓(xùn)教育,堅(jiān)持幫帶制度,做好思想工作,提高警惕,逐步學(xué)會(huì)分析、判斷和處理頂板事故能力,及時(shí)采取緊急應(yīng)變措施,減少頂板事故帶來的損失 [11]。
4 工作面日常安全管理的重點(diǎn)
日常頂板管理的重點(diǎn)是正確地確定支護(hù)密度、控頂方式,正確安排和組織采煤、控頂?shù)亩〞r(shí)關(guān)系,來壓前加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量管理,選用好必要的輔助性支護(hù)等,達(dá)到排除冒頂事故,保證效率的目的 [12]。
4.1 支護(hù)密度和控頂方式的選擇
根據(jù)工作面頂板巖性、采場(chǎng)周期性來壓明顯程度、來壓強(qiáng)度以及來壓前后頂板的變化情況等,來確定支護(hù)密度和控頂方式。
4.2 生產(chǎn)過程中采煤與控頂之間的定時(shí)關(guān)系
周期來壓不明顯的采場(chǎng),強(qiáng)調(diào)支護(hù)、采煤,控頂平行作業(yè),盡可能縮小采煤、回柱放頂操作間的距離,以加快工作面推進(jìn)度;周期來壓較明顯的采場(chǎng),在來壓前后采取不同的時(shí)、控關(guān)系組織方案,來壓前不宜采煤、放頂同時(shí)作業(yè),來壓后應(yīng)當(dāng)采用采煤、放頂保持最小錯(cuò)距平行作業(yè) [13]。
4.3 采場(chǎng)來壓前,加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量管理
保證支柱有足夠的支撐力、防止支柱鉆底、正確采用輔助性支護(hù)。采煤工作面頂板日常管理的關(guān)鍵在于提高現(xiàn)場(chǎng)管理、操作水平,支護(hù)要適應(yīng)采場(chǎng)來壓及頂?shù)装遄兓闆r,采取正確的輔助性支護(hù)措施,充分發(fā)揮控頂效果 [14]。
5? 姚橋礦采煤工作面頂板管理實(shí)例
姚橋礦是一座年產(chǎn)90萬噸的中型礦井。礦井主采煤層為7號(hào)煤,平均煤厚為5.5m,采用綜采一次采全高開采,工作面采用液壓支架支護(hù)??刹擅簩禹?shù)装骞こ痰刭|(zhì)條件較好,易于管理和維護(hù)。但局部地段由于巖漿巖的侵入、構(gòu)造影響和風(fēng)氧化的影響,巖石的節(jié)理、裂隙發(fā)育,巖石變得疏松。另外由于煤層采空,必然出現(xiàn)應(yīng)力集中等現(xiàn)象,都可能引起頂板的掉塊、垮落等。姚橋礦首采7111工作面過軟煤區(qū), 在生產(chǎn)組織管理過程中,為確保工作面順利通過該區(qū)段, 采取的措施如下:
(1) 加強(qiáng)設(shè)備檢修管理, 減少設(shè)備事故率, 提高泵站壓力, 增大支架工作阻力, 保證支護(hù)質(zhì)量。
(2) 根據(jù)工作面片幫大, 偽頂留不柱, 直接頂不易留等頂板特點(diǎn), 把采高由原來的5.5m 降低到4m 左右, 防止片幫。
(3)采用淺截深的割煤工藝, 縮小頂板的暴露面積。
(4)堅(jiān)持走正規(guī)循環(huán), 嚴(yán)格控制梁端距不超規(guī)定, 快速移架, 使支架前探梁緊貼煤壁, 盡可能縮小梁端距, 縮小空頂面積, 割一架, 拉一架, 追機(jī)移架, 減少頂板空頂時(shí)間。
(5)煤體注漿和板梁勾頂相結(jié)合, 對(duì)煤體松軟地段進(jìn)行注漿。支架不接頂時(shí), 用板梁勾頂?shù)绒k法。
姚橋礦也建立了嚴(yán)格的頂板管理規(guī)章制度,這寫制度包括:
(1)所有工種現(xiàn)場(chǎng)交接班,特別是本班遺留工程中注意事項(xiàng)及不安全因素一定要向下一班交代清楚。
(2)每班由隊(duì)長(zhǎng)對(duì)當(dāng)班工程質(zhì)量、安全狀況及落實(shí)安全措施情況進(jìn)行驗(yàn)收、評(píng)估。對(duì)存在問題提出解決方法并限期整改 。
(3)工作前和工作中堅(jiān)持敲幫問頂,對(duì)地質(zhì)變化地點(diǎn)及壓力集中區(qū)次數(shù)要增多,一旦發(fā)現(xiàn)不安全因素立即處理。
(4)定期或不定期召開頂板情況分析會(huì),總結(jié)推廣管理好頂板經(jīng)驗(yàn),指出存在的不足地方及采取的預(yù)防措施。
(5)其它方面制度,如:崗位責(zé)任制度,梁柱檢查制度,事故分析制度等等。
6? 結(jié)論
綜上所述,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的資料可以看出,在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的過程中,對(duì)于頂板安全事故的發(fā)生,這并不是雜亂無章的,而是有規(guī)律可循的,我們通過對(duì)頂板事故的長(zhǎng)期記錄、觀察,并及時(shí)地進(jìn)行總結(jié),從而可以很清楚地發(fā)現(xiàn),頂板事故的發(fā)生是有規(guī)律的,并且是可以防治的,與此同時(shí)管理人員應(yīng)該要不間斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提高管理水平,這對(duì)于防治頂事故的發(fā)生有著非常重要的意義,特別對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙高”的煤礦企業(yè),這一點(diǎn)體現(xiàn)的最為明顯,同時(shí)也是尤為重要,另外,這樣對(duì)煤礦企業(yè)的相關(guān)管理人員就提出了更高的要求,必須要做好頂板安全管理工作,對(duì)頂板必須要保證定期進(jìn)行必要的維護(hù)檢查,從而可以科學(xué)合理設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),把質(zhì)量和效益放在第一位,通過科學(xué)的預(yù)測(cè)方式,對(duì)地質(zhì)構(gòu)造合理監(jiān)測(cè),對(duì)人員合理安排,對(duì)設(shè)備合理利用,從而防止頂板事故的發(fā)生。
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