（同煤集團軒崗煤電有限責(zé)任公司梨園河煤礦 山西 034100）

引言

煤炭是我國不可或缺的能源之一，煤炭產(chǎn)業(yè)也是國民經(jīng)濟的重要構(gòu)成部分，其對現(xiàn)代社會經(jīng)濟有著巨大的積極作用。但是，煤炭的挖掘工作有極大的危險性，且時常出現(xiàn)各種安全事故，比如水、瓦斯、火、粉塵、冒頂事故等，其中冒頂事故的頻率最高，且危害性、死亡率都比較大。為了降低煤炭產(chǎn)業(yè)安全事故的發(fā)生率，保證煤礦工作人員的生命安全，對煤礦掘進工作面冒頂事故的原因進行分析十分必要。

1.煤礦掘進工作面常見冒頂事故的原因分析

(1)施工制度不健全

未曾嚴格遵守敲幫問頂機制，對于危巖懸矸也沒有實時、快速、完全的處理，在實際挖掘過程中，經(jīng)常出現(xiàn)違反規(guī)定、違反制度的行為。并且，也未曾對隱患性較強的危巖建立強力有效的支護體系，這大大增加了危巖下墜掉落的可能性，對煤礦工作人員的生命安全帶來了極大的威脅。比如二十世紀九十年代中期，我國安徽省淮北市的塑里煤礦在施工過程中，進行過打眼放炮操作之后，發(fā)現(xiàn)頭頂上某個棚上的梁子墜落了一個，左幫棚的腿子也受炮影響出現(xiàn)了移位。在之后的扶棚環(huán)節(jié)，工作人員察覺到迎頭頂板表面出現(xiàn)了裂紋，于是對著裂紋部位用釬子杵了一下，發(fā)現(xiàn)頂板沒有任何異動，就繼續(xù)操作，然而沒過幾分鐘，后頂板猛然掉落一塊大概35cm厚，2m×2m的矸石，導(dǎo)致施工現(xiàn)場一人死亡。

(2)支架安裝不科學(xué)

在選擇巷道支架時，首先應(yīng)當對圍巖條件、地質(zhì)條件予以實地勘察，然后對兩者實施合理有效的支護體系，方能確定巷道支架。如果巷道支架缺乏足夠的支撐性能，或者是支護體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密集，亦或者是棚腿架構(gòu)建的位置是浮煤及浮桿上，導(dǎo)致支架頂部與兩幫未曾經(jīng)過背實，那么整個棚架就極易出現(xiàn)不穩(wěn)固、不完整的情況，一旦頂板遭受負荷超出限制范圍時，支架就會出現(xiàn)坍塌、壓（推）垮現(xiàn)象，從而發(fā)生冒頂事故[1]。比如我國某煤礦，其所應(yīng)用的金屬拱形支架與其圍巖、地質(zhì)等條件完全不符，隨著施工的不斷進行，頂板所承載的壓力也越來越大，卡纜也開始有所松動，而迎頭新構(gòu)建的多個拱形支架在接頂位置不符合設(shè)計所要求的嚴實度，這對拱形支架的穩(wěn)固程度有很大不利影響。此時，有壓力突襲頂板，一塊長寬高分別為5m×3m×2m的大塊危巖直接冒落，發(fā)生了冒頂事故，不僅壓垮了多個拱形支架，還導(dǎo)致施工現(xiàn)場2人死亡。

(3)地質(zhì)出現(xiàn)變動

當在煤礦掘進工作面遭遇壓力密集地帶或斷層破碎地帶等不良地質(zhì)時，若是并未在施工前準備環(huán)節(jié)對該狀況展開預(yù)判，也未曾對該狀況建立合理有效的支護結(jié)構(gòu)，那么就會發(fā)生煤礦冒頂事故。譬如：在對某煤礦的運輸順槽進行挖掘時，事先未曾對斷距3.9m的正斷層進行充分考慮，當煤層于正斷層處越來越薄，掘進工作面也產(chǎn)生了抽冒問題，相關(guān)工作人員方對該問題實施了撞楔的方式來繼續(xù)施工。在爆破之后，迎頭第一架棚腿受到影響出現(xiàn)了變形，然而工作人員卻并未及時予以處理，直至掘進工作面快要觸碰到正斷層時，巷道頂板無法承受住突如其來的強大壓力，最后發(fā)生了冒頂事故，導(dǎo)致多個工作人員出現(xiàn)了傷亡。

(4)因爆破點定位不準確而致使支架坍塌

對爆破而言，炮眼的部署、炸藥量多少、爆破標準步驟都至關(guān)重要，無論哪一個不合理或者不符合設(shè)計標準，都會對巷道支架產(chǎn)生極大的影響。而支架受到爆破影響就會出現(xiàn)歪斜問題，嚴重時會直接被崩倒，這時就會出現(xiàn)重大冒頂事故。在2001年下旬，某煤礦施工團隊在對回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進行施工時，巷道支護體系選取的是2.4m×2.4m×2.4m的工字型鋼棚，迎頭下半部分產(chǎn)生了破0.9m的底板巖石。在第一次進行爆破時，并無異常發(fā)生；第二次爆破令爆破人員放松了警惕，沒有按照相關(guān)規(guī)章制度執(zhí)行，爆破點的位置與煤礦爆破圖紙不符，順序也極為混亂，最后致使數(shù)十架棚子被震倒，發(fā)生了大約2.6m的冒頂事故。

2.冒頂事故發(fā)生的規(guī)律性研究

(1)煤礦掘進冒頂事故發(fā)生時的征兆

通過對大量煤礦冒頂事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該事故出現(xiàn)前的預(yù)兆有：

①掘進巷道產(chǎn)生冒頂時，頂板會出現(xiàn)沉降、結(jié)構(gòu)斷裂等問題，導(dǎo)致支架防護體系的負荷明顯加強，各支架構(gòu)件之間會出現(xiàn)摩擦的聲音。

②掘進巷道頂板在發(fā)生坍塌前會掉渣，巷道煤壁也會呈片狀掉落，這些情況均表明頂板和支架部件所承受的壓力較大，即將到達極限，也預(yù)示著冒頂事故很快就會到來。

③在煤礦掘進施工過程中，瓦斯散發(fā)量、頂板出水量突然有所增多，代表頂板冒落事故出現(xiàn)的可能性較大，工作人員應(yīng)當暫停施工，并轉(zhuǎn)移到安全位置。

(2)煤礦掘進冒頂事故的規(guī)律

①一般冒頂事故出現(xiàn)地皆為掘進工作面與斷層、褶曲等不良地質(zhì)較為接近的區(qū)域內(nèi)。

②金屬摩擦支柱輔助設(shè)施和單體液壓支柱對比，前者引發(fā)冒頂事故的可能性更大。

3.煤礦掘進工作面常見冒頂事故的防治措施探析

(1)全面落實敲幫問頂制度

在煤礦開展掘進施工之前，一定要派遣實踐經(jīng)驗豐富、專業(yè)技能高強的工作人員根據(jù)標準操作流程實施敲幫問頂制度。在實際敲擊環(huán)節(jié)，也應(yīng)當派遣相關(guān)人員對其進行實時監(jiān)護，找頂工作人員所站立位置一定要安全。首先，拿起手鎬或者鋼釬對頂板、兩幫等部位予以輕緩的敲擊，之后可慢慢加大敲擊力度，若是聽到嗡嗡聲或者是空聲，應(yīng)當及時使用長柄工具將位于半空中的石塊、煤塊等撬下[2]。如果敲擊時發(fā)出了清脆聲，那么應(yīng)當使用手指緊緊貼住頂板或者對使用手鎬再次敲擊兩幫，倘若手指有震麻感，那么表明頂板或者兩幫的石塊早已脫離整體，也可能是整塊石頭出現(xiàn)了破裂現(xiàn)象，極易出現(xiàn)冒落事故，對此，一定要即刻對其進行撬取，若是石塊體積偏大，不易撬取，那么一定要實時科學(xué)合理的支撐策略。反之，若是敲擊發(fā)出清脆聲且手指貼緊頂板未曾感覺到振動，則代表頂板十分牢固。

(2)在支護環(huán)節(jié)嚴格遵守作業(yè)規(guī)定程序

①當應(yīng)用架棚支護模式對巷道進行安全防護時，首先要準備好撐木、拉桿（連棚器）等工具部件，然后搭建一個完整的棚子，這些部件能夠顯著加強支架的綜合穩(wěn)定性，從而降低棚子推垮的發(fā)生率。如果掘進工作面遭遇斷層、褶曲等較差地質(zhì)條件或者發(fā)育的層理裂隙巖石，應(yīng)當結(jié)合巖石發(fā)育程度對棚子之間的間距予以合理調(diào)整。②當應(yīng)用拱形棚子支護模式時，一定要配備與其相符的卡纜，并根據(jù)設(shè)計標準需求使用攜帶扭矩指示器的扳手對卡纜的扭緊力矩予以有效調(diào)節(jié)，該扳手十分關(guān)鍵，不可隨意丟棄，要求相關(guān)工作人員在每次施工之前，通過該扳手對卡纜扭緊力矩進行嚴格查看，保證其與設(shè)計規(guī)定相符、對頂板、兩幫以及支架之間所產(chǎn)生的縫隙一定要剎緊背實，杜絕空肩窩、空幫、空頂?shù)惹闆r。③應(yīng)用錨桿錨噴巷道支護形式時，工作人員一定要按照相關(guān)規(guī)章制度予以操作，一旦察覺錨桿無效，必須要即刻實施科學(xué)合理的補打策略，同時，錨桿自身的初錨力、錨固力在每次施工之前都要接受嚴格檢測，與設(shè)計標準需求相符即為合格。相關(guān)工作人員還要對煤礦掘進工程的進度、問題進行詳細記錄，監(jiān)督人員也要隨時進行抽查，主要是查看支護體系的設(shè)計質(zhì)量，并指出其存在的風(fēng)險與問題。

(3)面對地質(zhì)條件突變的安全技術(shù)策略

如果地質(zhì)條件出現(xiàn)了較大變動，應(yīng)當即刻對工程支護體系形式予以相應(yīng)的改變，首先應(yīng)當將改變原因以及改變結(jié)果呈報給相關(guān)部門，通過審核批準后方可繼續(xù)操作，禁止在沒有獲得相應(yīng)批準或者未曾上報時，私自更換支護形式。倘若煤礦掘進工作面遭遇破碎帶、斷層或者其他復(fù)雜地質(zhì)時，一定要結(jié)合施工現(xiàn)場實際狀況實施規(guī)范合理的支護方式，避免由于地質(zhì)條件差因素而誘發(fā)冒頂事故。通常情況下，距離斷層地質(zhì)5m左右就應(yīng)當著手對支架結(jié)構(gòu)予以加密，此外，為有效避免棚子被推垮，工作人員可使用拉條把支架與棚子連接成整體。若是斷裂帶中巖石極為破碎，可選用撞楔法，必要時，也可針對破碎圍巖實施注漿固結(jié)或者壓注樹脂法使其凝固。

(4)防止爆破時崩歪、崩倒迎頭支架

在爆破時，一定要嚴格遵守標準流程展開鉆眼、裝炸藥、爆破操作[3]。以施工爆破設(shè)計圖紙為主要參考依據(jù)，對炮眼位置予以正確科學(xué)的部署，掏槽眼時也要格外關(guān)注其定位、角度能否充分滿足施工設(shè)計標準需求，炸藥量的多少也要嚴格把控。若是與斷裂破碎帶十分接近或者是要貫穿該地帶時，應(yīng)當停止爆破操作，先拿出風(fēng)鎬（手鎬）工具實施人工掘進，避免在實際爆破過程中出現(xiàn)崩歪、崩倒迎頭支架的現(xiàn)象。一旦發(fā)生了該現(xiàn)象，一定要即刻對其進行調(diào)整與修理。

(5)加大培訓(xùn)力度，提升施工人員的安全意識

管理人員與施工人員自身所具備的安全生產(chǎn)、安全施工意識以及綜合素養(yǎng)對掘進工作的安全穩(wěn)定有著直接影響。對此，應(yīng)當定期組織全體施工人員，包括管理人員開展安全施工的培訓(xùn)教育活動，讓大家樹立正確的安全理念，不斷提升自身綜合素養(yǎng)，增強自身的安全技能。各管理部門的人員也要多去施工現(xiàn)場進行勘察，同時也要掌握地質(zhì)方面的知識以及頂板支護方面的知識。

4.結(jié)束語

通過對煤礦掘進工作面冒頂事故出現(xiàn)原因的分析，提出了相應(yīng)有效的防治措施：全面落實敲幫問頂制度、在支護環(huán)節(jié)嚴格遵守作業(yè)規(guī)定程序、遭遇地質(zhì)條件突變時的安全技術(shù)策略、為有效防止爆破時崩歪、崩倒迎頭支架的措施以及定期培訓(xùn)從而提升施工人員的安全意識等，這些都對煤礦開采工作提供了有力保障。