采煤工作面冒顶事故的预防和处理
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作者: 吕要增
摘 要： 分析并阐述产生采煤工作面冒顶事故的原因，提出发生事故前的预兆现象，有针对性地提出预防与处理措施。
关键词： 采煤工作面；冒顶事故；预防；处理
中图分类号：TD822.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210156－01
1 采煤工作面冒顶事故产生的原因
1.1 技术因素。采煤工作面从开始开切眼，直到回切的停采线结束后，矿山的压力一般来自第一次顶板压力阶段以及正常推进周期的来压阶段，据大量采煤工作面冒顶事故的教训来看，大多数顶板事故发生在第一次压力阶段。当采煤工作面正常工作过程中，顶板的来压步距与第一次来压相比逐渐降低，再加上老顶的岩梁位置悬臂较短、作用力不强，因此只需要支护的强度比直接顶的独立作用高，那么采面支架就可承担老顶作用。这样，既改善了直接顶和老顶之间过早离层现象，又可提高支架的稳定性。
以冒顶事故常发生的地点来看，一般第一次压力阶段的0-30m范围之内，产生冒顶事故的可能性最高，约半数以上的事故发生在采面推进10m范围内。
由于不同采煤工作面的支护条件、工艺技术等有所区别，发生冒顶事故的可能性也有所不同。一般木支柱和摩擦金属支柱产生的事故较多，单体液压支柱产生冒顶事故的实例则比较少。这主要由于金属支柱的初撑力度较小，操作水平不可靠，影响采面安全生产施工；而木支柱自身的初撑力、稳定性较差，可缩性小，在产生老顶压力时，只能生顶硬抗，容易出现折断问题。
在采煤工作面中的冒顶事故，大多来自老顶或者直接顶压力，只有加强技术规范，提前预测可能产生老顶或者直接顶压力的位置与时间，结合来压规律，有针对性地采取措施，有效防控重大冒顶事故发生的可能性。另外，在矿井支护工种改造时，应加强技术设备管理与升级工作，也是防范冒顶事故的一个方面。
1.2 管理因素。一方面，缺乏安全施工意识，各项安全手段落实不到位，没有按照相关要求规范施工，或者操作缺乏针对性、科学性，严重影响工程规格与质量。因此，必须加强对井下人员的安全教育工作，在下井工作过程中，提高思想认识，到达工作点后先进行敲帮问顶工作，检查支架和煤壁，如果发现不安全因素，及时采取措施，统一处理。在大多数采面冒顶事故中，违章指挥、违章作业是最根本的事故原因，既是认识问题，也与管理密不可分。另一方面，由于浮石处理不当，也是产生冒顶事故的主要原因。大多数处理浮石工作之前，没有进行细致、全面的检查，不了解浮石的实际情况。有些处理浮石人员的操作技术不到位、站立位置错误等，都有可能引发冒顶事故。还有一些伞檐兆头片帮事故的发生，也大多由于安全意识不强，违章作业造成；或者支架的质量较差，顶板压力过大，产生冒顶。因此，做好煤矿生产的思想教育工作和专业技术培训工作，规范操作水平，严格遵循《煤矿安全规程》。
2 采煤工作面冒顶事故的预兆现象
所有事物的发生与发展都具有规律性，一般情况下，发生采煤工作面冒顶事故，可能出现以下几种预兆现象：
1）发生异响。在岩层下沉断裂过程中，顶板的压力迅速加大，支架和支柱会产生劈裂声音，然后发生折梁断柱，金属支柱中的活柱迅速下降，也会产生较大声响。2）顶板产生裂缝，可能有进一步张开趋势。3）片帮煤变多。由于煤壁的压力加大，变得更加软弱，因此增加了片帮煤数量。4）淋水现象。顶板出现淋水现象，应及时检查，排除隐患。5）漏顶。在产生冒顶事故之前，往往直接顶或者已经发生破碎的伪顶，可能由于支架不牢、背顶不严等问题，产生楼顶现象。6）顶板离层。在进行顶板检查时，采取“敲帮问顶”方法，如果出现空响声音，则可能上下岩层之间出现了脱离。
3 冒顶事故的预防策略
1）在进行探巷设计时，应充分考虑开采问题，一般将探巷和工作面夹角控制在45°以上，或者在开采时注重调整探巷夹角和工作面。2）减少在采煤工作面放炮之后的空顶时间，当放炮工作完毕后，及时挂网，将支架探梁向前移动。3）在工作面和探巷交接位置，采取密集打眼、减少装药量，放射小炮的爆破方式，可减少由于爆破给顶板或者探巷两帮煤壁造成的震动破坏，尤其注重控制炮眼的深度。一般情况下，断面的空顶距离不能高于30m，否则应采取防漏顶手段。4）支架支柱应该全都穿鞋，减少由支柱压力产生的钻底，同时管理好支柱的初撑力，确保泵站压力在18Mpa以上，且距离工作面的长度控制在150m范围内，做好支柱的二次注液工作，提高工作面的支架支撑力。5）强化探巷支护，提前做好替换棚疆工作，提高支护的密度，减少顶板下沉可能造成的破坏。在探巷和工作面的交接处，提前设置金属菱形网，避免出现漏顶掉渣。6）加强管理工作面的采高沿的底板推进处理，在实底位置打好支柱，严禁将支柱打在底煤或者浮煤上。7）提高支架的支设质量及移架操作，支架应合理支护，确保支柱的有力迎山，提高尾梁方向和支架顶梁的方向一致性，与煤壁相垂直，将顶梁贴于顶板位置，避免采空区中的尾梁受力对顶梁产生不良压力。8）做好井下作业的安全教育和专业技能培训，加强安全意识培训，提高员工的专业水平与防灾减灾能力。
4 处理冒顶事故的方法
1）根据冒顶事故产生的实际情况、区域大小、周围支架状况等，实行直推硬过的处理办法。首先，在工作面进行探巷之前，确保探巷中四架并排的抬棚间距控制在6m范围内，在靠近煤壁的位置，将刮板输送机扒开，提高通风度，将工作面冒顶区的支架优化调整，做好顶板维护工作，避免冒顶事故区域的进一步扩大，利用铰结顶梁和单体液压支柱加强支护功能。2）在冒顶事故区域内，采取由上向下的处理方式，利用3.5mII型梁采取三架一组的方式，将架间距控制在5m范围内，与工作面垂直，作为抬棚梁；以单体液压支柱作为棚腿，一次性做好三架抬棚的架设工作。当顶板稳定之后，在抬棚的上方，将金属网铺好，以方木接实顶，将煤矸清理干净。3）停止上工作面的推进工作，将冒顶区中的煤矸、歪倒支架、倾斜支架等杂物清理干净，确保刮板输送机的正常工作；在下工作面的推进过程中，在冒顶区采取抬棚支护方式，将掏梁窝提前向前移动，将金属网铺好，放炮落煤。
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