探析锚杆支护掘进工作面的冒顶事故

探析锚杆支护掘进工作面的冒顶事故

樊美均邓正臻

中十冶集团有限公司陕西西安710043

摘要：在我国顶板事故中，掘进工作面冒顶事故在顶板事故中占有较大的比重，因此，分析煤矿掘进工作面冒顶事故的原因及防治措施对煤矿的安全生产有着重要的意义。本文对煤矿掘进工作面常见冒顶事故的原因进行分析，并指出相应的措施。

关键词：掘进工作面；冒顶；防治措施

1.掘进工作面常见冒顶事故的原因

1.1制度不够完善

敲帮问顶制度执行不严，找浮矸危石不及时、不彻底或违章操作，对隐患性危岩未采取必要的临时支护措施，造成危岩突然坠落产生伤亡事故。

1.2支架安装不合理

支架工作阻力低，可缩量小，支撑及支护密度不足，棚腿架设在浮矸或浮煤上，支架顶上及两帮未插严背实，棚架整体性及稳定性差，造成顶板来压时压垮或推垮支架导致冒顶。

1.3缺乏支护设备

掘进工作面迎头没有采用金属前探梁等临时支护，工人在空顶空帮下作业，危岩突然坠落造成伤亡事故。

1.4地质的变化

掘进工作面遇到断层破碎带或压力集中区等特殊情况时，未控制爆破作业，未及时采取加强支护等措施导致冒顶。

1.5因爆破不合理而崩倒支架

炮眼布置、装药量及爆破顺序不合理，迎头支架稳定性差，发生放炮崩歪，崩倒支架导致冒顶事故。

2掘进工作面冒顶事故及防治

随着开采深度的增加，巷道断面加大，巷道矿压显现加剧，以及多年来掘进工作面缺乏有效的监时支护手段和设备，使巷道冒顶事故逐渐上升。

2.1巷道发生冒顶事故的原因

2.1.1自然地质原因

（1）岩层层理影响。岩层内应力经过重新分布，容易造成岩层离层脱落。

（2）镶嵌型围岩结构影响。由于受古河床冲刷，重新沉积的岩石镶嵌在原沉积岩内，或受地质构造运动影响，使坚硬岩层的破碎包裹体楔入软岩层内，形成镶嵌型结构。岩块与原岩体之间多为光滑结构面，使层面粘聚力极低，导致岩层在无支护空顶区易突然坠落，大块坠岩可能推垮不稳定支架，造成没有预兆的突发性顶板事故。

（3）岩层节理裂隙及破碎带影响。因地质构造运动的作用，岩层节理发育，多组节理相互切割，破坏了岩体的完整性。尤其是风化带、断层破碎带、层间错动带及褶皱破碎带、挤压破碎带等地带的围岩松散破碎，更易造成巷道顶板冒顶事故。

2.1.2工程质量原因

（1）支架支设质量差。支架设在浮矸上，金属可缩支架卡缆拧紧力不足，支架与围岩间没有背实等，可导致支架阻力不能及时发挥作用，使围岩松动破坏圈扩大，容易发生巷道冒顶事故。

（2）支架稳定性较差。支架间连接不好，横向稳定性差，尤其在倾斜巷道，易造成多架支架倾倒的大面积冒顶事故。

（3）锚杆支护失效。锚杆参数选择不当，或锚杆的锚固力失效时，都会造成冒顶及片帮事故。

（4）工程质量低劣。掘进过程中，没有严格按操作规程施工，工程质量的检查制度不严，发现问题不能及时处理，也是冒顶事故的原因。

2.1.3没有严格执行顶板安全制度

在掘进过程中没有及时进行顶板安全检查；没有及时发现和处理掘进工作面围岩表面的活石或伞檐；对新悬露的顶板缺乏有效的临时支护，或虽有而为认真采用，造成工人在空顶下冒险作业等等，都可能发生冒顶事故。

2.2巷道冒顶事故的预防措施

2.2.1掌握地质资料与开采条件。

通过地质钻孔、岩层柱状图等多种途径，摸清地质构造及顶板结构、岩性变化、水文地质情况；

2.2.2严格执行工作制度

掘进施工前，掘砌工必须按操作规程严格执行敲帮问顶制度，敲击时，要有专人监护，人要站在安全的地方，用手镐或钢钎由轻而重地敲击顶板和两帮，如果有空声或嗡嗡声，要马上用长柄工具把悬空的石块、煤块撬下来。敲的时候，如果发出清脆的声音，还要继续用手指紧贴顶板或两帮再用镐轻轻敲，如果手指感到有震动，说明顶板或两帮石块已经脱离了整体或破裂，有冒落的危险，就应立即将其撬下来，如撬不下来，必须采取临时支撑措施。如果声音清脆又没有震动，说明顶板坚实。

2.2.3加强支护质量管理

在选择合理的支护技术，严格按操作规程施工，是防治冒顶事故的主要措施。采用架棚支护方式的巷道，必须使用拉杆或撑木，把棚子连成一个整体，防止棚子被推垮。当掘进工作面遇到断层、褶曲等地质构造或层理裂隙发育的岩石时，应缩小棚距。拱形棚子卡缆必须使用设计规定的配套卡缆，其扭紧力矩不少于作业规程的规定，施工地点要配备有扭矩指示器的扳手，班长要做到每班检查一次。支架与顶帮之间空隙要按作业规程要求背实、刹紧，不得空帮、空顶、空肩窝。锚杆、锚喷巷道，要严格按照设计要求进行施工，失效锚杆要及时补打，锚杆的初锚力和锚固力必须达到设计要求，每班都必须现场检测，并做好记录。有关职能部门要做好这方面的监测抽查工作，以便对支护设计和工程质量作出评价，及时发现巷道支护的不安全隐患，做到及时改进和加强锚杆支护，确保安全生产。单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方巷道支护情况，发现隐患应撤出人员，及时加固修复后再掘进。

2.2.4遇地质条件变化时的安全技术措施

当地质条件及围岩发生变化，需要改变支护形式时，必须先补报安全技术措施，按规定审批后执行，任何人不得随意改变支护方式。当掘进工作面遇到断层、破碎带或其它地质条件时，应及时采取有效的支护措施，加强管理，防止冒顶。一般在距断层5m时要加密支架，采用拉条等把棚子连成一体，防止棚子被推垮。断层带特别破碎时采取撞楔法通过。有条件时，采用注浆固结或用压注树脂法固化破碎围岩。

3.常见冒顶事故的主要预防措施

3.1严格执行工作制度

掘进施工前，必须指派有经验的工人按操作规程严格执行敲帮问顶制度，敲击时，要有专人监护，人要站在安全的地方，用手镐或钢钎由轻而重地敲击顶板和两帮，如果有空声或嗡嗡声，要马上用长柄工具把悬空的石块、煤块撬下来。敲的时候，如果发出清脆的声音，还要继续用手指紧贴顶板或两帮再用镐轻轻敲，如果手指感到有震动，说明顶板或两帮石块已经脱离了整体或破裂，有冒落的危险，就应立即将其撬下来，如撬不下来，必须采取临时支撑措施。如果声音清脆又没有震动，说明顶板坚实。

3.2必须按作业规程规定进行巷道支护

采用架棚支护方式的巷道，必须使用拉杆或撑木，把棚子连成一个整体，防止棚子被推垮。当掘进工作面遇到断层、褶曲等地质构造或层理裂隙发育的岩石时，应缩小棚距。拱形棚子卡缆必须使用设计规定的配套卡缆，其扭紧力矩不少于作业规程的规定，施工地点要配备有扭矩指示器的扳手，班长要做到每班检查一次。支架与顶帮之间空隙要按作业规程要求背实、刹紧，不得空帮、空顶、空肩窝。锚杆、锚喷巷道，要严格按照设计要求进行施工，失效锚杆要及时补打，锚杆的初锚力和锚固力必须达到设计要求，每班都必须现场检测，并做好记录。有关职能部门要做好这方面的监测抽查工作，以便对支护设计和工程质量作出评价，及时发现巷道支护的不安全隐患，做到及时改进和加强锚杆支护，确保安全生产。单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方巷道支护情况，发现隐患应撤出人员，及时加固修复后再掘进。

3.3严禁空顶作业

凡没有使用金属前探梁等临时支护的工作面应一律停止作业。临时支护必须紧跟迎头，放炮后前探梁必须及时移到迎头，然后将前探梁背实，使工人在前探梁等临时支护的掩护下进行作业。

4.结束语

防治事故措施除上文中介绍外，还应考虑人的素质的培养及管理的加强，对基层管理干部和作业人员要定时进行安全技术培训，提高人的素质，各级管理人员到采掘工作面，使他们能了解地质构造、地压、支护、松石处理等方面的技术知识和顶板管理的基础知识，若都能够认真检查工作面顶板和支护情况，严于把关，则很多顶板管理问题将得到解决，从而搞好顶板管理，这也是防止事故发生的重要措施。