2015年注冊安全工程師《案例分析》考點:巷道頂板事故防治的探討

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　　近年來，隨著高檔普采和綜采的逐步發(fā)展，回采工作面頂板事故防治技術(shù)和設(shè)備的逐步提高，回采工作面頂板事故率逐步下降，而巷道頂板事故則相對上升，因此探討巷道頂板事故的成因和相應(yīng)的防治措施，減少巷道頂板事故已成為當(dāng)務(wù)之急。

　　1 巷道頂板事故的種類

　　巷道頂板事故按圍巖結(jié)構(gòu)及冒落特征分為以下幾類：①鑲嵌型圍巖墜矸事故;②離層型圍巖片幫冒頂事故;③松散破碎圍巖塌漏抽冒事故;④塊狀圍巖斷裂冒頂事故;⑤軟巖膨脹變形毀巷事故。

　　上述5類巷道頂板事故中，鑲嵌型圍巖墜矸事故一般約占50%，在其他頂板事故中，以離層型圍巖片幫冒頂事故和松散破碎圍巖塌漏抽冒事故為主。

　　2 巷道頂板事故的原因分析

　　2.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析

　　(1)開工前或放炮后，在無支護(hù)空頂區(qū)，敲幫問頂和找掉不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲嵌型頂板未發(fā)現(xiàn)或未采取有效措施。

　　(2)空頂范圍大，空頂距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定。當(dāng)工作面節(jié)理裂隙發(fā)育時，未采取有效措施。

　　(3)在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點，炮眼布置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。

　　(4)在機(jī)掘工作面，由于斷面大，進(jìn)度快，空頂面積迅速增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響，大型鑲嵌型墜矸在空頂區(qū)失穩(wěn)墜落，甚至推垮不穩(wěn)定的迎頭支架。

　　2.2 離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析

　　(1) 工作面出現(xiàn)“傘檐”離層斷裂向下方自由空間滑移導(dǎo)致劈幫。

　　(2) 錨噴巷道封閉錨噴不及時或質(zhì)量不符合要求，巷道受淋水、放炮震動等外在因素影響，圍巖風(fēng)化剝落。

　　(3)空頂面積大，無超前支護(hù)，迎頭支架不及時或架設(shè)質(zhì)量差;拱型金屬支架卡纜螺母扭矩小，支撐力不足，整體性差。

　　2.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析

　　(1)在空頂區(qū)，由于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，支護(hù)未跟到迎頭，造成迎頭塌漏抽冒。

　　(2)在迎頭支護(hù)區(qū)，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支架未插嚴(yán)背實，造成空頂虛幫。

　　(3)在地質(zhì)作用破碎帶、采掘影響破碎區(qū)，巷道穿過老巷或松軟厚煤層、巷道維修及收尾回撤支架區(qū)，未采取有效的安全措施，造成塌漏抽冒事故。

　　(4)在巷道交叉點及貫通點，因巷道支撐壓力集中疊加，抬棚上方直接頂冒落范圍及高度擴(kuò)大;抬棚架設(shè)質(zhì)量及材質(zhì)不合格或長期失修。

　　3 巷道頂板事故的防治措施

　　由于巷道頂板事故的原因不同，為了有效防止事故的發(fā)生，必須根據(jù)不同類型事故有針對性地采取措施。

　　3.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故的防治措施

　　根據(jù)此類頂板事故的特點，應(yīng)采取如下防治措施：

　　(1) 開工前、班中及放炮后，堅持按操作規(guī)程敲幫問頂，發(fā)現(xiàn)危巖隨時找掉。

　　(2) 改進(jìn)人工敲幫問頂和找掉方法，研制測定“危巖”穩(wěn)定性的聲振譜發(fā)射儀和安全找掉工具。

　　(3)根據(jù)圍巖性質(zhì)、掘進(jìn)工藝和支護(hù)形式，確定合理的空頂距離。當(dāng)空頂區(qū)節(jié)理、裂隙發(fā)育，有隱性危巖時，必須縮小空頂距離，采取臨時支護(hù)或錨桿支護(hù)。

　　(4)炮掘工作面應(yīng)嚴(yán)格按鉆眼爆破圖表施工。放炮前加固迎頭支架，放炮后及時支架。

　　3.2 離層型圍巖片幫冒頂事故的防治措施

　　此類事故多發(fā)生在圍巖層理極其發(fā)育、圍巖風(fēng)化及空頂面積過大條件下，主要應(yīng)采取以下措施;

　　(1) 易風(fēng)化剝落的巷道，應(yīng)在一晝夜內(nèi)封閉錨噴到迎頭，封閉噴漿厚度至少20mm。

　　(2) 合理確定空頂距離及超前支護(hù)形式。在炮掘工作面，應(yīng)根據(jù)圍巖條件和永久支護(hù)形式，采用穿梁超前支護(hù)、固定前探梁或鉸接前探梁支護(hù)、托鉤架梁無腿棚支護(hù)或錨桿超前支護(hù)等形式。在機(jī)掘工作面，應(yīng)發(fā)展配套的液壓邁步前移超前支架。

　　(3)合理選擇巷道位置及掘進(jìn)時間，根據(jù)離層型圍巖特征，采用適應(yīng)的錨桿支護(hù)或金屬拱型可縮性支架。圍巖壓力大的巷道應(yīng)縮小棚距，選用限位卡纜。服務(wù)年限較長，斷面在10m2以上，圍巖壓力較大的巷道，支架之間必須用金屬拉桿穩(wěn)固連接。

　　3.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故的防治措施

　　此類事故隱患比較明顯，同時也最容易由較小的冒落迅速發(fā)展成大面積高拱冒落。防治措施主要有以下幾種：

　　(1) 炮掘工作面采用對圍巖震動較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。

　　(2) 根據(jù)不同情況，采用超前支護(hù)、留中心垛掘進(jìn)法、短段掘砌法、超前導(dǎo)峒法等少暴露破碎圍巖的掘進(jìn)和支護(hù)工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護(hù)緊跟到迎頭。

　　(3)根據(jù)圍巖性質(zhì)、巷道服務(wù)年限及用途，合理選擇不同的永久性支護(hù)形式，通過壓力異常區(qū)時，應(yīng)縮小棚距，加強(qiáng)支架的穩(wěn)固性。

　　(4)積極采用圍巖固結(jié)及冒落空間充填新技術(shù)。對難以通過的破碎帶，采用注漿固結(jié)或化學(xué)固結(jié)新技術(shù)。對難以用舊木料充填的冒落空洞，采用水泥骨料、化學(xué)發(fā)泡、金屬網(wǎng)構(gòu)件或氣袋等充填新技術(shù)。

　　(5)采上分層工作面時，回凈順槽及開切眼支架，鋪滿假頂，放落頂板，堅持注水或注漿提高再生頂板質(zhì)量;避免出現(xiàn)網(wǎng)上空洞區(qū)。下分層掘進(jìn)以預(yù)留木橛為導(dǎo)向，必須過無網(wǎng)區(qū)或出入網(wǎng)邊時，必須打撞楔控制頂板。遇有網(wǎng)兜、網(wǎng)下沉、破網(wǎng)或網(wǎng)上空洞區(qū)，必須采取措施處理后再往前掘進(jìn)。

　　(6)選用大直徑優(yōu)質(zhì)木抬棚或金屬抬棚，嚴(yán)格按抬棚操作規(guī)程架設(shè)及維修。要控制一幫扒門裝藥量，無特殊回固措施不得利用抬棚牽吊大件，防止抬棚被運行礦車及設(shè)備刮撞。在老巷道利用舊棚 子套改抬棚時，必須先打臨時支柱或托棚。在巷道貫通或通過交叉點前，必須采用點柱、托棚或木垛加固前方支架，控制放炮及裝藥量，防止崩透崩冒。

　　(7)維修老巷時，必須從有安全出口及支架完好的地方開始。在斜巷及立眼維修時，必須架設(shè)安全操作平臺，加固眼內(nèi)支架，保證行人及煤矸溜放暢通。

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