浅谈煤矿过大陷落柱冒顶处理及预防措施

摘  要：顶板冒落造成的人员伤亡、停产和设备损坏等事故，是煤矿生产的五大灾害之一。在我国煤矿的顶板事故中，掘进工作面冒顶事故占有较大的比例。以山西冀中某矿9102胶带顺槽掘进施工过陷落柱为例，在该事故中，出现大面积冒顶，导致无法正常施工，极大地影响了该矿工作面的安全生产。通过分析该冒顶事故，提出了相应的控制和处理方法，以确保工作面安全。

关键词：煤矿企业;顶板冒落;安全生产;经济效益

中图分类号：TD327.2             文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.147

在煤矿生产中，冒顶事故中的伤亡人数占总伤亡人数的40%左右。其中，掘进工作面冒顶事故的伤亡人数占顶板事故伤亡人数的20%左右。引发冒顶事故的原因有很多，在特殊地质条件下，比如掘进煤质松软、岩层和地质破碎带、断层带时，顶板在重力作用下漏垮，进而引发冒顶事故;支护方法不合理可能引发冒顶事故;操作不当易引发冒顶事故。

例如，山西冀中某矿9102胶带顺槽煤层厚2.7 m，直接顶为3.9 m厚的石灰岩，老顶为5.5 m厚的石灰岩，顶板完好时采用锚网索支护。掘进施工至314 m处时遇陷落柱，迎头岩性为岩煤的碎块填充，无层序，堆积混乱。过陷落柱期间，采用架设工字钢棚加强支护。2014-11-25，施工至375 m处时，巷道顶部见煤，煤厚约2.5 m，煤质松软，且有淋水，顶部出现溜煤。当班放炮后，顶板发生冒落，冒落长度为6 m，冒落的煤碴直接将最前方架设的4架工字钢棚推倒。值得庆幸的是，施工人员均在警戒线外，未造成人员伤亡，但冒顶抢险处理刻不容缓，以防止再次发生冒落。由此可见，预防井巷冒顶和重视井巷漏垮冒顶是十分必要的。

1  冒顶原因

现场陷落柱与煤交接处的地质构造复杂是本次冒顶的主要原因。在掘进巷道前，没有详细掌握地质资料;掘进过程中，对地质条件的预测、预判不到位，且施工期间的工程质量监管不到位。经分析发现，陷落柱与煤交接处的地质条件复杂，加之顶板有淋水，煤已被泡松软，顶部出现大量溜煤。此外，原架设工字钢棚上方还出现了空顶，加之施工期间工字钢棚柱腿撑木打设不到位，导致在放炮后出现顶板冒落。

2  冒顶处理

应扩大冒顶的控制范围，而冒顶的范围不同，处理方法也不相同。防止和减弱大面积冒落危害的原则是改变岩体的物理力学性质，以减小顶板的悬露和冒落面积，降低顶板冒落的高度，防止发生二次冒落或巷帮片帮。

在发生冒顶事故后，当班的施工班长及时将冒顶情况简短、详细地汇报至矿调度室，为及时组织人员进行抢险赢得了时间。

冒顶后，由瓦斯员检测是否存在有害气体，确认安全后，站在安全地点查看冒顶处的情况。经研究后，立即组织抢险活动。采用长柄工具将活矸危岩去掉，对前方未倒塌的工字钢棚重新加设4 m长的钢轨前探梁，以起到临时支护的作用，并用5根6 m长的钢管从前方未倒塌的工字钢棚梁上方斜插入，延伸至冒落区域内3 m，以刹住顶板;打设3根长度为2.7 m的圆木点柱，打设时，圆木顶端支撑预先连接好的双层4 m钢筋网，在钢管上方用半圆木、道木进行“#”字型摆架接顶，顶板得到控制后，立即支护巷帮打设锚网，以控制巷帮，防止长时间淋水冲刷造成片帮事故;抢险人员站在支护完好的地点，对前端打设锚索、锚杆，并挂网、架设梯子梁进行临时控制;从外向里逐步架设工字钢棚支护，直至顶板完好。

除上述处理方法外，在发生冒顶后，可采用单体液压支柱与π型钢梁相配合的方式逐步恢复工作面支护，必要时可对巷道冒落区域顶板进行喷浆、浇灌混凝土固结，或采用压注树脂法固化破碎围岩，以加强顶板的完整性、可靠性，进而弱化顶板岩层中破碎或裂隙弱面的破坏作用。

3  预防措施

3.1  做好地质预测、预报

巷道施工前，通过勘探地质、查看煤层柱状图，并利用已有的相关地质资料等，预测工程施工过程中地质构造、顶板结构、岩性、水文等出现变化时，松软煤层的位置、影响范围，以便提前制订有针对性的安全防范措施。

3.2  加强技术管理

优化巷道和回采工作面的布置设计，尽量布置在地质变化少的区域。当遇到地质条件和围岩发生变化时，应及时修改施工方案，补充安全技术措施，并按要求审批、贯彻。

3.3  提高安全作业水平

组织职工认真学习《煤矿安全规程》、作业规程和安全技术措施等，了解各类事故的预兆，以规范每位职工的作业行为，提高其责任心，使其严格按标准操作。此外，还应开展多样式的培训和技能竞赛，以不断提高职工的作业水平。

3.4  加强现场安全管理

应及时制订相应的管理制度，并在施工过程中严格执行。领导要深入现场指导生产，加强排查隐患的力度，发现隐患时要及时处理，做到“不排除隐患，不开展生产”，将安全隐患扼杀在摇篮里，从而杜绝顶板事故的发生。

3.5  加强支护质量管理

应选择合理的支护技术，严格按照作业规程和操作规程中的相关规定施工。每班班长在施工前，要检查已开始施工的工程的质量，发现隐患及时处理。此外，相关职能科室要做好现场工程质量的监测工作，以便评估支护设计和工程质量。

4  结束语

千里之堤溃于蚁穴，任何小的疏忽都可能会造成顶板事故。一旦掘进工作面发生冒顶事故，将会严重影响煤矿的生产安全和经济效益。煤矿井巷工程施工顶板事故灾害的预防和处理，是生产施工管理过程中必不可少的工作。只有从基本做起，坚持做好基本工作，煤矿企业才能长治久安。

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作者简介：鄢德恒（1988—），男，2012年毕业于辽宁石油化工大学土木工程（矿建）专业，矿建助理工程师。

〔编辑：张思楠〕

On Mine Too Large Collapse Treatment and Preventive Measures of Roof Column

Yan Deheng

Abstract： The roof falling caused casualties， production and damage to equipment， is one of the five major disasters in coal mine production. In the roof accident in China coal mine， the roof fall accidents in heading face a larger proportion of. Taking Shanxi Jizhong 9102 mine belt along the groove excavation construction had subsided column as an example， in the accident， the emergence of a large area roof fall， lead to the normal construction， greatly influences the safety production of the coal mine working face. Through the analysis of the roof fall accident， put forward to control and the corresponding treatment methods， in order to ensure the safety of the working face.

Key words： coal enterprises; roof fall; safety production; economic benefit